试论BIM技术在桥梁施工中的应用

姚春锋

（南通市交通建设咨询监理有限公司　226000）

前言

当前我国桥梁工程施工中的常用软件比较多，包括CATIA以及Revit等等，利用Revit软件可以快速检查桥梁施工中的损伤和碰撞等等，可以快速、精确和简单的统计实际桥梁施工中需要使用的原材料，进而开展桥梁施工管理工作。CATIA具有较强的做图工程，可以优化桥梁的设计。利用不同种类的BIM软件可以发挥不同的效果，具有漫游、仿真模拟、优化设计、可视化等方面的效果和功能。在当前的桥梁施工中应用BIM技术，可以落实多放协同管理。

1　桥梁施工的特点

分析当前我国的桥梁工程项目，可以发现其中的特点和难点，桥梁工程施工的难度主要在这几个方面体现出来：①桥梁工程的实际施工规模比较庞大，这种规模层面的庞大不仅体现在结构方面，还体现在实际的构建层面上。因为规模庞大，相应的建筑难度也就比较大，相关人员系统开展施工流程，进而满足施工技术和标准方面的要求。②分析桥梁工程的具体结构，都是比较复发而且难以建设的。和普通的建筑物相比较，桥梁的实际结构对稳定性和安全性的要求都更高，所以不能出现一丝的问题和误差，必须隔绝施工隐患。③在施工环境层面，在具体的桥梁建设中，会出现多元化的影响因素，这些因素会导致施工安全、进度以及质量层面的问题，对于实际的工程施工管理和建设是比较大的挑战。

2　BIM技术在桥梁施工中的使用优点

2.1　实现工程协同管理

云端有着较强的数据计算、数据储存能力，可以把多种BIM软件导入到云端，进而构建思维模型、三维模型。例如，某模型主要是访问层、数据层、模型层以及应用层构成的，在应用层设计中，需要包括质量安全现场管理、碰撞监测分析、设计变更管理、协同建模等等，施工阶段包括物资管理、进度管理、施工模拟等等。访问层则是施工方、设计方、业主、施工方、供应商、监理方共同掌握，由此可见，和具体桥梁工程施工相关的任意单位都有使用BIM技术模型的权利，所以这就实现了实际桥梁工程施工的协同管理。

2.2　提升桥梁施工管理效率和质量

利用BIM技术建设的桥梁成功施工模型，具有可优化、漫游、仿真模拟以及可视化的特点。利用其中的可视化功能，可以及时发现在设计桥梁施工中出现的突出问题，并且确保整体桥梁施工的科学性以及合理性，为实际的桥梁施工提供最佳的设计服务，可以为桥梁的建造奠定基础。利用BIM技术中的仿真模拟技术，可以利用动画来模拟具体的承台施工、桩基施工以及软基处理的过程，可以显著提升桥梁公司施工的整体质量水平。利用BIM技术中的可视化功能，可以加强对桥梁施工现场的视频监督和检查，避免在实际施工中，出现违背实际操作规矩以及要求的行为，可以保证整体的桥梁施工质量。利用BIM技术还可以实现最优化资源配置以及信息共享等功能，桥梁相关的施工单位可以利用共享的模型来了解具体的工序以及相关的施工计划，根据具体的规划来开展施工，这样可以显著提升桥梁施工的整体实效性。

2.3　可以激发施工人员积极性

在桥梁工程中，基层的施工人员基本都是农民工，这些农民平时出来打工，在农忙的时候需要回家种地。许多桥梁施工的一线施工人员素质水平参差不齐，在实际的技术交底中，和技术培训中，他们的配合度不高，并且难以理解培训的具体内容，对相关的培训和交底内容产生了一定的误解和错误认识，并且不具备对于培训和技术交底的兴趣。如果这些一线施工人员缺乏对于施工操作的认识，不了解具体的注意事项，就会容易出现施工问题，而且会影响施工人员的积极性。通过实施BIM技术，可以利用可视化功能和动画来模拟具体的桥梁施工流程，让施工人员看到立体、形象和直观的施工流程，利用BIM技术的可视化和仿真模拟工程，可以培训这些基层的施工人员，并且激发他们的积极性，可以解决在实际操作中的问题，切实提升施工的实效性[1]。

3　BIM技术在桥梁施工中的应用策略

3.1　在桩基施工中的应用

在传统的桥梁桩基施工中，常常存在施工策略和地质条件不符合、成孔方法不合理的问题，在孔直径、孔深以及孔高程层面存在一定的误差问题。分析这些问题，重要原因是桥梁桩基施工设计不科学、检查不充分、违规操作等等。在桥梁施工中建设BIM模型，应用BIM技术的可视频监控、可优化设计功能，可以发挥良好效果施工单位可以利用优化工程来优化具体的桥梁桩基施工流程，并且提升方案的可行性和有效性。利用仿真模拟功能，则可以模拟具体的桩基施工技术方案，相关施工人员可以利用模拟功能找出在钢筋笼制作、软基处理、混凝土浇筑以及桩基成孔层面的主要设计问题，并且避免因为设计不科学而引发的施工质量问题。通过应用BIM技术，施工单位管理人员可以及时监控具体施工现场，通过落实三方协同管理，可以避免施工中出现浇筑断桩、串孔以及扰动孔壁的问题[2]。

3.2　在施工材料管理中的应用

桥梁施工的原材料质量直接决定了桥梁施工的整体质量，如果相关人员缺乏较强的管理能力，就会对桥梁施工的进度和质量、安全性产生影响。桥梁施工的主要材料包括预应力管道、预应力锚具、预应力钢筋、钢筋连接器、普通钢筋、混凝土等等，原材料的种类繁多。同时，对这些原材料的监督、保养、验收、采购的任务也比较繁重。同时，经常会出现不合格以及质量低劣的原材料进入施工现场的问题。对此，必须加强对原材料的管理和控制，在原材料管理层面加强投入，但是这样会显著提升施工的成本[3]。如果在桥梁施工中应用BIM技术，则可以利用三维模型来整合桥梁工程项目的众多信息，实现资源和信息共享。从桥梁的信息库中，相关采购人员可以发现最优价值的供应商，并且利用系统中的有效细料来分析供应商。利用BIM模型，还可以规划材料进场思路，相关采购人员可以及时通知相关供应商，把必要的原材料运送到施工现场，避免因为原材料输送时间问题而产生经济和资金损失。通过结合RFID技术以及BIM技术，可以为相关的原材料贴上标签，标签中包含原材料的具体信息，通过二维码扫描，则可以快速把具体信息同步到BIM模型中，相关监理单位和施工单位可以根据系统中的信息内容来监督原材料的进场状态。在应用原材料的阶段，相关监理方和施工方，可以同样利用BIM模型来管理和跟踪原材料，避免低劣和不合格的原材料进入桥梁施工现场。

3.3　在承台施工中的应用

承台施工基本都是大体积混凝土施工，在传统的施工模式中，一般是使用针对性措施来降低内外侧温差、降低水化热，进而避免出现混凝土构件开裂的问题。在实施承台浇筑之前，相关施工单位人员需要计算承台混凝土的实际浇筑温度。在后续的施工中，则需要关注下部结构钢筋的预埋，使用钢筋结构进行搭接，进而把接头百分率控制在标准范围中。利用这种传统的施工方式，需要大量的专业人员进行管理和监督，在施工中会出现温差计算不合理以及水化热的问题，会导致混凝土构件出现裂缝。如果搭接连接的部分缺少人看管，就可能出现超出标准数量的难题。如果在桥梁施工中应用BIM技术，可以有效解决这个问题，利用可视图功能来开展内外温差和混凝土水热化模拟，利用模拟来发现可能出现的问题。利用BIM技术还可以对施工现场进行监督，只需要利用视频就能跟踪和监督整体施工工序。在钢筋接头施工中，可以利用系统调出钢筋接头数量，进行准确计算。现场施工人员则可以为钢筋接头配标签，完工钢筋接头之后需要把焊接图输入BIM模型中，相关管理人员利用这种施工图可以快速找出钢筋结构中的问题。同时，结合NavisworksManage和BIM技术，能够利用四维动画以及三维动画演示的形式来呈现承台施工流程，业主、监理等只需要利用电脑，就能实施有效监督。这样可以避免承台施工中的质量和安全问题。

3.4　在空心墩施工中的应用

在空心高墩施工中，采用翻模施工的形式。具体的工艺流程如下：准备施工；翻模组装；钢筋绑扎；混凝土灌注；提升工作平台；翻升模版；拆除工作台。在传统的施工流程中，需要利用液压千斤顶的动力来提升整体工作平台，而后设置悬挂吊架，完成各种作业工序。需要在内外模版中各设三层，并且进行交替循环使用。在混凝土灌注第三层之后需要继续提升工作台，进而拆卸提升第一层模版，提升到第三层模板的上方，结束安装之后可以浇筑混凝土。通过这样的循环施工，指导墩顶。利用这种施工技术，比较容易出现全桥水平、中线、跨度贯通测量误差大等问题，会影响到整体空心墩施工质量。如果应用BIM技术，可以利用模型来模拟空心墩的施工流程，进而得出关于各个环节和工序的具体参数。把相关的数据输入到BIM模型中，可以演示相关的施工流程。技术人员可以利用协同管理以及可视化功能，加强对空心墩施工的监督，避免出现中断浇筑的问题。如此一来，还可以避免测量误差的严重错误，可以切实提升空心墩施工的效率以及整体质量。

4　结论

综上所述，在当前的桥梁工程施工中，通过引入BIM技术，可以整合设计单位、监理方、施工单位和业主进行多方的协同管理，可以显著提升施工管理效率以及质量。利用BIM技术可以提升技术人员的优化能力，并且利用仿真模拟和可视化功能提升施工科学性和合理性。通过整合FRID技术和BIM技术，可以系统管理施工原材料，并且利用扫描标签的方式把具体信息录入系统中，可以有效提升原材料管理实效性。

[1]袁玉林.BIM技术在建筑工程造价管理中的应用[J].绿色环保建材.

[2]王金梁.BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用[J].交通世界，2017（29）.

[3]徐博.基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究[J].铁道标准设计，2018（04）.