基于BIM的桥梁检测与安全评估系统研究

李卫国 王文慧

作者简介：李卫国（1977.09-），男，山西省运城市人，路产维护部负责人，经济师，本科，桥梁养护管理。王文慧（1988.04-），女，山西省运城市人，工程师，本科，研究方向高速公路养护。

摘 要： 近年来，我国BIM技术已广泛应用于住宅和桥梁等众多建筑领域，但BIM技术的实际应用价值尚未在桥梁工程中得到最大程度的开发。基于此，BIM技术设计人员需要对BIM技术进行深入研究和透彻的分析，基于BIM技术的总体思路和发展现状，详细分析BIM技术在桥梁工程设计阶段、施工阶段及运营养护阶段的应用情况。最终实现BIM技术这项研究的结果能有效地改善桥梁工程领域的质量和保证安全稳定。论文对基于BIM的桥梁检测与安全评估系统进行探究，并对BIM桥梁检测技术与安全评估技术进行详细探究。旨在提高应用BIM技术进行桥梁检测与安全评估系统的技术水平，为建设出质量更高的桥梁提供参考。

关键词： BIM技术;桥梁检测;安全评估

【中图分类号】U446.1     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.139

引言：BIM即建筑信息模型，BIM技术主要强调的是以建筑工程项目的信息数据为模型基础，构建建筑模型，并且以数字化信息技术模拟建筑物的真实信息，对其进行检测。BIM技术具有协调性、模拟性、可视化和可出图性的特点，这些特点是其他安全检测技术不可比拟的。作为社会发展的生命工程，桥梁工程的安全性十分重要，因此，利用BIM技术对桥梁进行检测与安全评估是桥梁施工重要的环节。

1 桥梁检测技术与安全评估系统概述

近年来，我国桥梁工程建设发展迅速，但是交通压力逐年增大，桥梁“被增加年限”情况不断增多，因此，相关单位需要对桥梁进行检测与安全评估。桥梁的安全评估强调的是对桥梁工程的安全问题进行全方位的评定和判断，包括桥梁的承载力、桥梁材料的强度等方面，运用特定的信息对桥梁的可靠性进行综合分析，由于桥梁工程施工复杂，且影响施工因素种类繁多，这就要求对桥梁的具体工作状态进行评估，一般将桥梁评估方法分为2类：第一类是对小型桥的梁承载力和结构安全性进行评估;另一类是对大型桥梁进行评估，此时强调的是对桥梁的运行状态进行综合评估。根据我国多个公路研究所的研究成果以及国外对桥梁评估系统的研究，并结合我国国情，我国制定了关于桥梁检测与安全评估的条例。许多相关专家学者已经对桥梁检测提出了各类评估检测方法，且已经探讨了BIM桥梁检测与安全评估，详细分析了其中的关系，最终确定了将桥梁整体状态分为5个等级模糊隶属度向量，以便于评估。

2 BIM技术在桥梁质量监测和安全评估的系统分析

BIM技术是起源于美国的建筑物信息模型技术。在许多国家逐渐得到认可和应用。这种技术不同于传统的桥梁健康检测技术，基于BIM的桥梁运行状况检测技术是桥梁项目信息模型的数据，可以为系统性的检测、评估和管理提供更专业的服务。BIM核心技术主要是桥梁结构模型信息系统、桥梁检测信息采集系统和桥梁结构安全预警系统。

2.1 桥梁结构安全监测的预警系统

桥梁结构的安全评估系统需要技术人员基于桥梁结构的损坏识别机制和已经建立的云数据库，进行系统的桥梁结构的安全评估。而对于不同类型的桥梁和地理位置，需要建立相对应的智能预警信息系统，该系统必须包括以下几点：（1）评估结构几何参数;（2）结构变形与损伤识别;（3）确定内部结构强度和应力破坏;（4）识别结构振动特征参数的破坏;（5）评估桥梁结构的工作状况;（6）确定桥梁的支撑能力。基于BIM的桥梁结构和预警信息系统主体的安全评估非常重要，在此期间BIM模型是最重要的主体，每个专业部门可以通过网络和移动通信终端获取信息，使位于不同专业地点的工程师可以在网络上一起工作，从而尽可能地避免部门之间的直线模式，并积极地行使各个部门的资源和人才职责。桥梁结构安全监测预警系统可以基于BIM的检查可视化，实现对传感器设计以及构造和检查系统的有效优化。

2.2 桥梁结构模型的信息获取系统

桥梁信息和数据系统基于BIM建模软件。信息获取系统的建设主要基于桥梁的结构以及建设和运营环境项目的结构信息。BIM技术均基于用于未来桥梁的Revit建模软件，进行了桥梁安全状况检测计划的优化，提供了数据收集和桥梁加固功能，并为此提供了可视化通信和管理基础。在执行检测和加固计划之前，技术人员应對传感器以及数量和灵敏度指标进行前瞻性的模拟和优化，以提供精确的数据和信息，可以提高沟通和协作的效率。在桥梁的评估和其他监测方面，BIM技术的应用可以针对不同类型桥梁检测的盲区。

2.3 桥梁的监测信息数据获取

信息桥梁状态监视系统将结构的监视与系统的识别以及结构的评估相结合，从而形成一个综合的监视系统。技术人员可以使用各种先进的测试仪器和设备来刺激桥梁的外部，以监测各个部分的响应。大多数信息数据收集系统集中在桥梁的几个部分，然后使用相应的仪器来验证张力、位移和荷载等所有方面的信息，将收集的数据连接到计算机的网络接口执行远程数据传输和数据处理。例如，技术人员先进行关于桥梁结构数据的信息包括力、位移和扰动的监测，再进行结构关键点的预应力和应力以及梁的扰动的监测，以及梁的振动和反作用力、桩基的支撑和张力的模拟监测。有关桥梁结构的荷载和作用数据的信息获取需要包括地震影响、风雪荷载以图1桥梁建筑信息模型及车辆和船只的碰撞影响，河流冲刷以及地基和桩帽的位移和沉降等。桥梁结构的外部环境数据信息包括温度、湿度和混凝土，除此之外，还需要包括腐蚀气体的集中程度和钢筋的腐蚀程度。在信息的获取工程中，传感器的布置应强调经济合理性原则，设计人员要对桥梁的强度特性进行透彻分析，合理分析和优化监测工程和设计要点。为了强调其特殊性和关键部分，其监视设备的功能和传感器的数量是极其冗余的，为了有效地确保整个系统的安全运行，设计人员必须尽可能地遵守快速更新的要求，最大限度地减少对整个桥梁结构的损坏。

结束语：综上所述，我国在桥梁检测与评估方面缺少先进技术运用与开发，在桥梁检测和安全评估方面依旧使用人工检测方法，浪费了大量的资源，且检测结果和安全评估结构准确性有待提高。目前，尽管我国对BIM技术已经有了一定的研究，但是还加强对基于BIM技术的桥梁检测与安全评估系统进行深入研究，从而促进我国桥梁工程的安全运营，保证人们的出行安全。

参考文献

[1] 许强强，韩春华，卢玉韬.BIM技术在桥梁监测中的应用与探索[J].公路，2018，46（1）：232-236.

[2] 林依豪，徐明，饶平平，等.基于BIM技术的工程项目绩效评价方法研究[J].土木建筑工程信息技术，2019（3）：50-54.

[3] 刘昱斌.桥梁工程荷载检测试验中应变数据异常现象研究[J].中外建筑，2019（6）：262-264.