摘要:BIM技术是继CAD之后又一次重大的技术改革。由于BIM技术的自身的优势,我国将其广泛应用到建筑领域中,尤其是在桥梁工程的建设上,该技术所起到的应用效果是较为理想的。但由于BIM技术的发展时间较短,受到很多因素的制约,需要相关研究人员对其进行深人研究,以便充分发挥该技术在工程设计和施工中的作用。
关键词:BIM技术;桥梁设计;桥梁施工
1 BIM技术的简介
BIM中文名称为建筑信息模型,其主要是以工程项目中的各项数据信息作为模型构建的基础,通过相关的数字信息用以模拟工程的真实情况。该技术在工程项目设计和施工中的应用具有重要的作用,其本身具有以下几点特征:
1.1可视化
可视化特征在工程项目施工上所具有的作用是很大的,传统设计人员所设计出来的图纸都是平面图纸,需要人们自行对其进行想象。但是建筑工程一般规模较大、造型也各不相同,只单纯依靠人的大脑对其进行想象已经无法完成,需要BIM技术来完成此项工作,所以BIM技术所具有的可视化功能对于呈现图纸设计的具体效果具有积极意义。
1.2模拟性
BIM所具有的模拟性特征不仅能够模拟出工程的具体形状,还能够模拟出人们所进行的具体操作过程中,这对于工程项目的设计和施工都会产生重要作用。
1.3协调性
此项特征也是工程建设中的重点内容,其能够协调多个单位进行工程施工,从而完成工程的建设。
1.4优化性
该点特征能够使BIM技术对工程的设计、施工等内容进行优化,从而得出最理想的设计、施工方案。
2 BIM技术在桥梁设计中的运用
2.1前期设计
桥梁工程建设所涉及的参与者较多,如果想要协同完成工程项目的建设,则需要了解不同参与者的具体需求和意图。特别是在桥梁的前期设计上,需要进行选择和比较,以便选择出能够使业务与设计单位满意的设计方案。基于BIM技术进行桥梁工程项目的设计,能够进行桥梁的三维建模,为人们展出按照设计图纸完成的桥梁工程的效果图,业主可以通过该模型的建立,更加直观对该项目工程进行评估。例如某项目大道互通节点,其利用BIM技术完成了三维模型的构建,在该模型中能够反映出该互通节点的所有参数和具体使用情况,然后根据业主需求进行相应的调整,模型随之发生变化,直到达到业主满意为止。
2.2后期设计
在桥梁工程的后期设计阶段使用BIM技术,主要是为了对前期桥梁设计图纸进行校对,看其是否满足实际需求。这主要是因为桥梁的建设对于各项参数的要求较高,为了能够保障设计施工完成后桥梁的质量,应当利用BIM技术建立相应的桥梁模型,然后对该模型的设计结果进行测试,如果发现设计存在问题则需要对其进行及时调整。还以某大道互通节点为例,以前期设计图纸为基础进行三维模型的建立,其在桥梁的各项参数上没有任何问题,但是经过模拟实际应用,发现该互通节点高架桥存在碰撞的风险,需要对相关参数进行修改。
2.3BlM与施工图设计、施工组织设计
施工图设计是对初步设计的细化,在确认的总体方案的基础上对局部进行细化。施工设计则是对桥梁结构进行数字分析和计算,画出施工图纸。BIM针对技术、施工设计的复杂性也提供了良好的优化方法,在整体桥梁的BIM模型基础上,建立结构细化模型,对细化模型进行对冲分析,自动生成分析报告,发现设计中存在的问题,及时进行修改和检测,直至问题全部解决。BIM对设计的优化是一个循环过程,不断的分析检测直至图纸无需修改,设计方案也就浮出水面,最终尘埃落定。BIM使得所有可能的设计问题在设计过程中及时被发现,避免代入到施工过程,影响工程进度。
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3 BIM技术在桥梁施工中的运用
3.1可视化技术交底的运用
设计人员利用BIM技术所构建的三维模型完成技术交底工作,通过BIM软件所具有的可视化功能向施工人员讲述该桥梁的整体设计思路,以免施工人员所采取的施工技术与图纸的要求相违背。技术交底工作还有助于进一步完善桥梁设计图纸,施工单位的工作人员通过技术交底和以往的工作经验指出设计图纸中与实际情况不相符的地方,并对这些地方进行探讨,以寻找出满足实际施工需求的设计方案。
3.2动态控制的运用
在桥梁施工过程中利用BIM的动态控制功能能够清楚了解到工程施工的具体情况,包括施工的进度等,在BIM中还能够反映出每个施工阶段所产生的成本,有利于施工单位对成本进行控制。在施工人员、物料、设备、资金等资源的安排上也会变得更加精细,最大提高人员和资源的利用率,提升项目施工所获得的经济效益。
3.3安全模拟施工的运用
BIM技术对于提高施工的安全性具有重要作用。施工人员通过使用BIM技术能够对在桥梁施工过程中一些危险系数较高的工程进行模拟,使施工人员了解每个施工步骤所需要注意的问题,避免危险的发生。例如在某高架桥施工时所需要进行模板吊装,由于模板在吊装时会发生摆动,如果摆动过大极易使模板发生坠落,从而威胁到相关工作人员的人身安全。基于这种情况,施工人员在进行此项工作时,可以先利用BIM技术对模板在吊装过程中所发生的摆动情况进行模拟,确定即使模板发生了坠落也依然安全的区域范围和危险区域。在实际进行模板吊装时,工作人员将撤离到安全的区域范围,并在危险区域范围做好防范措施,保障相关施工人员的人身安全。
4 BIM技术在桥梁工程运维阶段的应用
桥梁工程的运营阶段在桥梁工程全生命周期里是耗时最长、信息量和管理的工作量最大的一个阶段,这一阶段的时间远远超出建设阶段的时间,同样的该阶段的成本大约占建设项目全寿命周期的55%~75%。因此有效控制和管理该阶段十分重要。
桥梁工程结构体量大,施工环境多变,而在运营阶段,所需的信息量更大,参与的人员更广。在传统桥梁工程中,由于不同阶段涉及专业众多,在信息的建立与传递过程中容易造成数据丢失,对后期桥梁的运营维护造成较大的困难。李亚君研究分析了基于BIM技术的桥梁工程运营精益管理、基于BIM技术的协同工作平台和其他一些应用,指出通过构建基于BIM技术的协同工作平台,并结合计算机“云”技术等网络技术,将实时的桥梁运营信息以共享的方式传递到各个参建方和相关管理部门,让各方及时获取相应信息并制定下一步决策。
桥梁养护是后期运维的重点之一,一直以来,受到经济和技术条件的限制,存在着“重建轻养”的现象,而BIM技术的到来一定程度上解决了技术上的问题。在对于中国公路桥梁管理系统(CBMS)的基础上,初步探讨了BIM技术与地理信息系统(GPS)相结合的应用模式及可视化桥梁养护信息的实现方式,并结合桥梁信息模型的特点,分析了建立专家辅助决策系统的可能性,为BIM在桥梁养护管理系统中的应用发展提供参考。BIM技术不但可以在一个完整桥梁项目的运维阶段发挥着明显的成效,还能有效解决桥梁工程运营维护的问题。
5 结束语
现阶段,我国桥梁工程的建设规模越来越大,传统的技术和方法已经无法满足工程施工的需求。而BIM技术的出现和应用解决了这一问题,是当前桥梁设计和施工中所使用的最先进技术,其良好的应用效果和特征得到了人们的肯定,在未来我国桥梁建设中能够发出最大的作用。
参考文献
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[2]高晶晶,邹俊桢,张金钥.BIM技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2016(1):57-61.
[3]李红学,郭红领,高岩,等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报,2012(6):48-52.
论文作者:徐创才
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
标签:桥梁论文; 技术论文; 模型论文; 阶段论文; 桥梁工程论文; 图纸论文; 工程项目论文; 《基层建设》2017年第11期论文;