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摘要：BIM 技术的使用能够帮助桥梁施工工程，并且可以在很大程度上带动桥梁产业的发展。通过对以上内容的研究和分析，在提升桥梁工程施工效率的同时，还解决了设计过程中存在的问题。与此同时，为BIM 技术在桥梁施工中的推广提供了一定的帮助。近几年，伴随着BIM 技术的不断创新和完善，其应用频率也在不断提升。本文深入分析基于BIM 的桥梁工程设计优化，最后提出了基于BIM 的桥梁工程施工优化。
关键词：桥梁工程设计；BIM；施工优化
目前，社会进步和经济飞速发展，基础设施建设工程不断加快，规模逐步的扩大，桥梁工程作为道路基础设施建设的重要组成部分，是现代化交通运输以及经济合作的重要纽带，近些年来，我国桥梁工程规模不断的扩大，再加上运输业发展的需求，使得桥梁工程设计与施工不断地朝着复杂化发展，所以对于工程设计以及施工优化提出了更多更高的要求。BIM 指的是建筑信息模型，是现代化科技发展的产物，BIM 实际上属于一种数字化仿真模拟技术，所以BIM 在桥梁工程中的应用正是发挥了自身模拟性、优化型以及可视性的特点。
一、基于BIM 的桥梁工程设计优化
1、BIM 与初步设计。对于桥梁工程来说，总体结构构想与确定桥式方案是初步设计的首要任务，像桥梁断面、立面、平面的布置，这涉及到上下部结构、桥梁的位置等。在制定桥梁方案的过程当中，一般包括多个方案的选择和比较，这通常需要较长的时间，并不容易和业主沟通。借助于BIM 技术，设计师能够参照各种设计构想，进行参数化、数字化三维建模。以BIM模型为基础，还能够快速生成断面图、立面图与平面图，以至于BIM模型的多样表达性、直观性更便于研究、比较各设计方案的优缺点。一方面，参数化建模有助于设计方案的修改和调整，并和断面图、立面图与平面图实时对应更新，提供了有效的支持给方案的比选。另一方面，借助建立类似的BIM 模型，可以为业主等参与方提供了一个有效的协作和沟通平台，有助于提高共同讨论这些设计构想的可行性。
2、BIM 与技术、施工设计。技术设计属于初步设计的延续性工作，也就是进行已经确定好的桥梁方案做出科学调整，并对其布局进行较为详细的处理。例如，断面或者配筋等问题。这一方法比较适合在大型桥梁中使用，或者针对一些结构十分复杂的桥梁工程中使用。施工设计的基本任务是分析和研究桥梁结构存在的复杂性。BIM 技术为其提供了相应的优化方式。根据已经确定好的桥梁方案BIM 模型，和设计图纸相结合，进行三维模型的深化，就是对相应的结构细化模型进行建立。对某桥梁进行分析，利用BIM 软件。认真分析设计冲突，并自动生成相应的分析报告。分析所得结果如果存在着一定的设计问题，就必须适当的修改设计图纸，并且建模并检测，直到解决了所有设计问题。对设计方案进行不断检测和修改后在对其进行建立，使用BIM 模型过程中，对设计方案做出科学修改，可以使工作变得更加轻松容易。因为BIM 模型中存在的全部构建的生成均是按照一定的逻辑关系而生成的。当对一个构建进行做出修改，那么就可以使与其存在一定逻辑关系的所有内容得到正确的修改。这一功能的实现，可以在很大程度上提升相关工作人员的工作效率。以某桥梁施工为例，其单跨横向主要是由8片普通钢筋混凝土空心板共同构成，可以将其划分成2片以及6片中梁，边坡的高度是0.95m。其根部的厚度是0.2m。每片梁间均留有10mm施工缝。可以利用BIM 技术设置空心板简支梁模型。
二、基于BIM 的桥梁工程施工优化
1、施工进度优化。借助模拟技术与BIM 技术，把桥梁进度计划与三维模型集成起来，从而真正的实现以时间维度的施工进度模拟为基础。首先，能够对项目的难点和重点部分进行细致的可视化模拟，像材料的运输堆放安排、材料供应计划、施工操作空间共享、构件安装工序、施工机械配置规划等施工方案的优化；其次，能够依据天、周、月等时间单位进行项目施工进度模拟，参照现场情况进行实时调整，并研究不同施工方案的优劣，以至于得出最优的施工方案。除此之外，施工进度优化也是一个逐渐改进和重复模拟的过程，目的是达到资源优化配置。
3、施工管理优化。利用上述方案实施科学的模拟和优化，可以尽早的发现施工过程中存在的问题，并针对这些问题制定出合理的解决方案。这在很大程度上对传统管理思想做出了相应的改变，并且从被动转向主动，这就降低了施工过程中问题的出现率，进而使现场施工更加简化。同时，通过这样的方式得出的可视化施工过程，可以帮助相应的管理人员对真实的施工做出科学指导和管理，从而使施工人员对施工具备较深的理解，还可以使施工管理人员的工作效率被有效提升，减少管理的工作内容。因此，BIM 的使用以及模拟技术集成，可以为桥梁工程施工带来强大的技术支持，对工程施工活动的流程进行科学有效的优化，是工程施工水平得到进一步提升的前提下，保障施工过程人员安全。
三、BIM 技术在桥梁工程施工应用
技术交底期间施工单位可通过BIM 模型的可视化和附着信息充分理解设计思路，避免了由于图纸理解偏差造成的问题，同时也能及时发现设计方案不合理、难以施工等问题并及时与设计方协调修正，减少后期变更设计等造成的废弃工程和浪费。施工组织设计应用BIM 技术的4D、5D 特性，不仅可以更直观的三维展现施工进度信息，更可以结合工程量信息整合项目成本控制，在施工备料、人力资源安排、资金与进度控制等方面动态精细化管理，节约工程成本，提高项目总体收益和工程施工质量。桥梁施工过程的动态模拟（Navisworks 软件截图），以动画形式模拟桥梁施工步骤，方便施工技术交底及计划进度安排等。
利用BIM 模型还可进行施工机具的碰撞检查以及移动路径检查，确定合理的施工方案，更好地与业主与设计单位沟通协商，减少施工方案引起的工程变更，降低工程成本。施工过程中根据现场自动化采集的桥梁位移数据，利用三维BIM 模型对应显示相应位置位移值，并与理论计算数据进行比较，对于超出允许范围的位移及时在BIM 模型中给予警示信息，提醒用户及时采取措施加以修正，并将最终成桥线型与理论数据通过图形+ 数据方式直观体现。根据桥梁施工过程中由监控单位量测的应力、应变数据实时反映桥梁的结构安全性以及与理论计算结果的差值，及时纠正施工出现的偏差，确保桥梁工程的施工质量，降低施工风险，桥梁工程监控量测及预警机制详细流程详见图5。
施工过程在BIM 模型中添加施工信息，对施工过程质量管理以及后期项目运营阶段的养护维修都十分重要，利用BIM 模型作为施工信息的载体，较以往的施工工程日志等更为直观，更方便查询管理，可根据部件的ID 信息进行快速检索、分类，及时发现问题并进行相应调整。
总之，BIM 的桥梁工程设计与施工优化已经得到了人们的广泛关注，也取得了应的研究成果。但我们应该清楚的认识到，现阶段我国针对关于BIM 的桥梁工程设计与施工优化问题的研究仍处于起步阶段，其发展进程任重道远。与此同时，相关学者要本着严谨的态度，虚心的学习国际上先进的方案。通过关于BIM 的桥梁工程设计与施工优化，旨在让人们更加直观地认识到关于BIM 的桥梁工程设计与施工优化的本质，从而更好地开展相关的整治工作，进而为人们健康和舒适的生活服务。
参考文献：
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[4]张建宁，李科翰． 基于BIM 的桥梁工程设计与施工优化研究［J］．工程管理学报，2015，（06）．
论文作者:刘继文
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/28
标签：桥梁论文; 模型论文; 工程设计论文; 技术论文; 工程施工论文; 方案论文; 桥梁工程论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;