摘要：建筑信息模型已经广泛应用于桥梁建设工程，在铁路桥梁工程建设中使用BIM技术，可以找出优化建设工程的方法，不断给铁路桥梁工程提供参考。
关键词：BIM技术；铁路桥梁工程
一、BIM技术在铁路桥梁设计中的应用
1.1从传统的设计模式迈向“面向对象”的设计模式
传统的二维设计孤立的静止的看待桥梁，设计人员通过绘制不同视图的线条来描述桥梁结构，需要人为建立不同视图间、不同专业间的关联关系，这使得提取关键的设计信息，为后续的设计提供帮助变得十分困难。BIM协同设计以桥梁构件为对象，从发展和关联的角度进行设计，设计人员能通过调整构件对象的属性和关联关系，以实现桥梁的整体设计，并且对后续的深入数据挖掘带来很大的便利。
1.2铁路桥梁构件库的建立方法
目前铁路桥梁BIM构件库的建立一般有以下两种方式：一是“画的方式”，即利用目前成熟商业化软件本身的参数化建模功能，将设计过程封装为参数构件库，从而达到提高设计效率和质量的目的。二是“编程的方式”，即通过软件二次开发，采用编程的方式建立参数构件库。“画的方式”相对简单，但实现的功能较少，并且对计算机的硬件要求很高。对桥梁结构设计而言，与结构物自身的参数化相比，最重要是桥梁结构与线路、测绘和地质模型间的关联关系。这些关联关系的建立，通过“编程的方式”实现效率更高。
1.3BIM协同设计
传统设计以资料互提和会审的方式进行多专业间的协同，审核人员必须具备丰富的经验，通过与设计人员讨论的形式来检查结构间的正确性，这就使得在设计过程中，会产生以下问题：（1）不同的设计人员只能修改自己的设计版本；（2）在修改、评审或批准的过程当中，实际提交总会有一些时间的滞后；（3）不同专业设计人员在各专业间协调不足，容易造成对设计修改响应不及时。
BIM协同设计要求模型能够在专业间无损的流转和重用，专业接口是BIM协同设计的核心，桥梁BIM模型只有与测绘、地质和线路等模型的有效结合，才能进行地质、淹没、排水、日照等空间分析。BIM协同设计后，专业设计人员通过BIM构件的参数化调整，形成最终设计成果。专业互提将通过BIM模型方式进行，各专业的设计都是建立在BIM模型的几何信息和参数信息基础上，参数信息的调整通过专业接口，最终将影响相关专业BIM模型。
1.4碰撞检查
二维设计对各专业的设计进行碰撞检查时，将各专业的设计图纸打印出图，然后由人工完成检查，这种工作方式不仅效率低，而且图纸的准确性也很难保证。随着BIM技术的应用，可以利用计算机辅助碰撞检查，并在三维模式下进行分析，采用该方式便捷、准确、设计成果精度高，甚至达到施工标准，对于空间关系复杂的构件，其优势更加明显。
二、BIM在铁路桥梁用于钢梁制造
2.1用于杆件管理
制造精确度不足，使用BIM模型进行加强数据的代码控制，可以实现数字化的拼装，达到优化加工流程，提高钢梁加工效率的目标。例如，当前主要运用条形码技术对杆件进行全生命周期的管理，使钢构件运用条形友与BIM模型的位置和相关技术要求有效的对接，施工过程中只要按照杆件的条形码信息进行拼装即可，这样不仅减少钢梁杆件管理的麻烦，而且为有效的判断杆件质量，实现杆件有效管理提供了条件。
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2.2用于板材套料
使用BIM技术可以促进铁路桥梁板材工艺的改进，可以运用建筑信息模型根据桥梁的三维空间情况对板材进行有效的设计，这样不仅能够减少板材的消耗，同时可以提高板材空间利用率，从而根据实际情况对板材进行有效处理，达到借助BIM技术进行合理的切割，全面提高板材的利用率。
2.3用于钢梁一体化制造
当前铁路桥梁工程建设的主要问题在于设计与制造脱节。使用BIM技术可以实现设计制造一体化，可以有效的达到设计与制造的衔接目标，从而实现了创新设计与工艺技术的统一，从而可以达到全面控制工程构件质量的目标。首先，利用BIM技术可以实现模型数据与数控机制的对接，可以把BIM的相关参数直接转化为数据机床的有效代码，从而提高数控机床的精确性，全面提高桥梁构件质量。其次，BIM技术可以调控铁路桥梁构件的生产程序，可以根据实际工程需要对制造标准与制造方法进行优化，从而达到铁路桥梁构件的相关要求和标准。
2.4构件数字化拼装
铁路桥梁的构件形式较为复杂，构件的组装方式也较为多样，铁路桥梁工程对构件的空间有关系要求较高，不仅要求构件有较高的精度，而且还要能够满足现场施工安装的要求，因此只有在加工厂实现必要的预拼装，才能提高工程的效率，解决铁路桥梁工程构件现场拼装精度不足的问题。使用BIM技术可以提高拼装的精度，可以采用三维摄影或者激光扫描的技术来进行实物扫描，从而获取高精度分辩率的模型，并且预制作模拟构件，运用BIM技术进行复模，然后再指导建造组装的过程，这样有助于消除构件制造和组装时误差。将三维构件放在BIM三维坐标系中，利用构件模型或者BIM软件进行虚拟的装配预演，还可以找出装配过程中的问题，从而有效的消除连接的间隙过大问题，达到计算连接尺寸，确定板孔复合率，实现有效的虚拟预装演练的目标。
三、在建设管理中的应用
3.1用于技术交底
BIM技术是提高铁路桥梁建设效率，保证桥梁建设质量的重要方式，通过设计人员对铁路桥梁的精心设计，可以总结出铁路桥梁工程设计的要点与细节要求，可以在施工方法上进行全面的指导，并且形成多维动态的管理与预纠错设计，而且实现二维图与三维图指导，达到全面解析工程的目标。使用BIM技术可以实现设计人员与工程建设人员的有效沟通，可以帮助建设人员从不同的角度和层面对工程内容进行充分的了解，这对于实现工程的具体、直观、全面的解析有重要的价值。通过BIM技术实现了可视化的交底，可以完善工程作业指导书，实现工程视频模拟，并且对施工现场进行模拟设计，有效的减少了施工中的错误操作。
3.2加强进度管理
运用BIM技术可以反全桥施工进展情况模拟出来，不仅可以对现有的施工速度进行判断，而且可以对桥梁建设工程的总体进度进行精确预判，能够了解实际工程进度与预定计划之间的偏差，并且可以采用合理纠偏的手段进行工程进度管理。这样可以使管理者全面提高对工程量的管理。运用BIM技术还可以通过相关数据的收集，找出优化现有施工方案的方法，找出具体施工方案的漏洞，并且实现方案的优化与深化，这样才能找出最佳的工程方案，解决现有施工中存在的漏洞和问题。
3.3实现成本控制
使用BIM技术可以实现铁路桥梁建设工程成本控制，可以在全面预算分析基础上，根据铁路桥梁工程的施工情况，运用数据分析对比的方法，对各项建设工程的开销，以及当前工程的进展程度，在与同类工程进行对比的基础上，找出有效节约铁路桥梁建筑工程施工成本的方法，找出施工过程中材料、管理手段、施工质量方面漏洞，这对于规避工程风险，有效提高施工效率，解决工程施工中的成本虚高问题有重要的意义和价值。
结束语：
随着BIM技术的迅猛发展，不仅为铁路桥梁设计、建造、施工搭建了共同对话的平台，同时还通过BIM协同设计为设计单位带来传统生产模式的改变。通过BIM技术引入钢梁制造，实现的设计建造一体化，为钢梁制造单位带来传统制造模式的改变。通过BIM技术引入建设管理，为建设、施工单位带来精细化管理的改变。这些改变不仅提高了生产效率，也必将带来铁路桥梁工程生产模式的新变革。
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论文作者:张国艳
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/5
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