BIM技术在道路桥梁施工阶段的应用研究

殷路路

(中国建筑第七工程局国际工程公司，河南 周口 466700)

1 BIM技术在道路桥梁施工管理中的应用概述

路桥建筑施工阶段的管理工作是整个路面桥梁建设工程项目监督管理的重心,直接影响着整个路面桥梁的建筑施工质量和使用寿命。建筑施工阶段的管理工作任务,主要分为施工现场监督管理、建筑施工机械监督管理、建筑施工材料监督管理、建筑施工信息管理等。以往,在实际的管理工作流程中,桥梁施工方案施工过程繁琐、时限过长,在管理工作上出现了许多漏洞。而通过把BIM技术运用于路面与桥梁的施工项目管理中,就能够形成三维施工模式,展示道路桥梁施工历史,让管理者精准定位施工过程的关键点,并在目标点进行施工方法的管理。同时,施工人员必须熟悉建筑施工阶段和建筑施工内容,可减少对三维施工模式的展示,从而确保了建筑工作的有序进行,也有利于建筑施工阶段的有效监管。可根据道路桥梁受意外原因影响的概率进行相关施工问题的规避，使路面桥梁在固定时间内完成。

BIM技术在城市路面桥梁建筑施工管理中的广泛运用,能够有效获取并显示关于建筑用料、施工人员、建筑设备,以及施工现场管理人员等的各种有关信息。同时,也能够按照一定的工程建设规范,定期检测建筑工程质量,并通过BIM等技术手段,将建筑施工过程中所发生的各种问题,利用网络形式记载和展示到网络平台上,进行模型比较，对于其中存在的问题及时纠正，发现错误立即修复。管理人员也可动态管理建设阶段,以保证高速公路桥梁等建设项目的建筑品质和使用寿命。

BIM技术在城市道路桥梁设计中的应用，可以呈现直观、可视化的三维模型，更全面、更具体地将城市道路桥梁的各种数据展现在模型中，加强不同数据之间的联系，为城市道路桥梁的实际建设提供科学数据支持具有重要意义。综上所述，BIM技术在市政路桥设计中的应用，通过构建能够充分表达工程数据的可视化三维模型，是提高市政路桥质量的重要保障。

采用BIM技术构建的3D可视化模型，反映了具体而全面的数据信息。BIM三维模型所包含的数据信息不仅包括道路桥梁建设信息，还包括城市道路桥梁建设初期初步数据收集、设计、施工规划、实际施工、验收和日常维护操作等相关内容，例如桥梁结构设计安全、施工材料质量指标、施工进度、施工方法、施工质量等数据信息。BIM模型提供的数据信息贯穿城市路桥工程全过程，能够提高路桥设计质量，为更好地管理城市路桥施工提供依据，帮助施工人员有效解决施工过程中出现的各种项目问题。

2 道路桥梁工程施工难点分析及BIM技术的应用优势

2.1 道路桥梁建设难点

2.1.1 专业复杂性

道路桥梁工程一般包括水下工程、边坡工程、钢支柱工程、隧道工程等几个专业,道路桥梁的形状和结构千差万别,难以达到材料的均一性。设备、施工人员和技术工艺标准增加了道路桥梁施工管理的复杂性。

2.1.2 设计意图难表达

在方案设计过程中,由施工单位收集可能的环境影响因素,并进行协调决定,传达给施工方实施,从而使工程设计的意图得到正确实施。但是,由于大多数设计者通过二维图来澄清问题或者提供了一些零件,如果承包商无法达到合理的设计意图将影响施工的速度和品质,从而使得设计意图难以实现,造成人为、财务和财务问题财产损失。

2.1.3 施工组织困难

高速公路桥梁工程有着多点多线的特征,施工要求复杂,随着施工的深入,将出现冻土、软基、滑坡等一些不利区域。风沙等天气也会改善建筑工地的周边环境。而且,在同一路面的各个路口,即使施工工艺、机具、设备类型等不同,同样的施工方法也不易组织起来。因此,道路桥梁工程必须制定目标施工模式、施工技术、人员和设备标准。

2.2 BIM技术的应用优势

BIM技术既是方式也是过程,BIM技术能够运用平台获取资料并显示有关信息。BIM技术拥有完善性、可视性、模拟性、协调性等一系列优势。通过BIM技术的运用能够获取有关道路面上桥梁梁的各类信息,同时运用该平台对道路面上桥梁梁进行设计模型,并协助管理者进行施工现场管理。

2.2.1 确保信息的完整性

事实上，在各个领域的发展都需要先进技术支持的时代，加强技术的有效整合在当今科技时代尤为重要。科技进步有助于促进社会经济的健康发展，真正与时俱进，不落伍。BIM技术是一项比较重要的技术，是在当今技术时代背景下诞生的一种新型技术，主要应用于建筑工程领域。在现阶段，这是一种比较先进、比较流行的技术，在这方面，它不是指软件，而是指系统技术，通过BIM技术的应用，可以做得更好。通过加强对多周期工程项目数据的集中分析处理，建立可视化和绘图模型，为人们提供科学决策，进一步保证工程建设质量，避免不必要的问题发生。BIM技术在道路桥梁施工管理中的应用,可以快速准确地采集和存储所有施工数据,完整的数据信息对道路桥梁施工质量起着决定性的作用,完整的数据信息非常重要,因为它是一个重要的基础。

2.2.2 具有3D可视化功能

在BIM技术的应用过程中，往往体现出三维可视化的特点，这是BIM技术的基本优势之一，通常主要与三维可视化有关。该技术本身不同于现有的二维设计方法，通过引入该技术，可以尽可能的实现三维可视化，让人们可以分析城市道路数据情况，而三维可视化功能允许设计师更准确地将他们的想法可视化，它可以表达和提升城市道路设计，满足真实道路设计的基本要求。与传统的二维设计相比，具有设计高效准确的优势，还可以输出三维设计图纸，更好地进行技术交底工作，增强城市道路设计的质量保证。利用BIM技术所建立的模型，是一种具备三维可视化功能的信息系统综合平台,信息的保存与传递也更加简单,使用者能够很直接地看到所有数据。信息模块能够直观地看到路面桥梁各组成部分的规格、材料等技术参数,更方便指导现场施工人员管理,减少无谓的施工问题,进行有效的改进。

2.2.3 施工管理质量模拟

施工模拟也是BIM技术在城市道路设计中的具体优势之一，当涉及到城市道路工程建设时，往往是一个比较复杂的工程，涉及到多种环节，每一个环节都存在一定程度的相关性。因此，有必要在设计过程中加强这些考虑，制定合理的设计方案，以更好地促进后续施工的顺利进行。设计问题会导致严重的损失，为了更好地解决这些问题，设计师应该能够加强BIM技术的应用，通过对城市规划道路的有效模拟，在模拟阶段可以看出道路规划设计规划的可行性。BIM技术可以运用信息平台对建筑方案进行仿真分析,将时间图与3D模型有效融合,建立4D模型,并使用该模式来表现桥梁在不同建筑阶段的造型,然后通过对模型进行比较，出现的施工问题可以及时检查。利用BIM技术构建的综合网络平台,施工方能够更精确了解路桥的各种参数信息,同时这些信息也能够迅速送达各部门,而不会出现信息盲区问题,因此施工过程中道路桥梁都在集成平台旨在提升施工效率和建筑品质。

3 BIM技术在路面桥梁梁施工中的应用研究

BIM系统具备了3D可视化—4D时间—5D成本的特性,能够完成对建筑施工流程每一个阶段的细致管控。利用BIM模式集成工程量、时间、费用等重要信息,并关联图纸、物料、合同、安全等重要信息,实现集成后的施工模拟。并通过数字化管理和信息监测等技术手段模拟工程进度、物料损耗情况等,为建筑、业务、规划各环节的重要节点提供合理精确的大数据分析,从而节省了时间与金钱,有效提升了工程建设管理水平效率。

3.1 道路桥梁施工安全管理

高速公路大桥施工需要巨大的人力、物力、财力,并具有相当多的安全隐患。BIM技术的广泛使用,将能够仿真建筑流程与施工环节,从而准确确定现场安全隐患,并经过详细模拟审核与施工方法,从而了解施工现场的不安全原因,采取预防措施，防止发生源头性安全事故。另外,运用BIM技术能够精确定位现场员工,强化施工监督,进行工地可视化管控,对施工过程中的不规范作业和安全隐患实施深度控制,可提供及时反馈和有效反馈。通过提前预测解决方案构建中的各种问题,可以进行系统的调整。

3.2 道路桥梁工程量统计

道路桥梁的设计计算与工程造价的估算都需要很准确,而以往传统的工作方法大多为人工估算,费时费力,精度低。来自各个专业领域的成本经理的共享和参与,导致了共享数据和信息更加困难。借助BIM技术的运用,人们能够及时精确地测算出不同施工环节的建设工期与费用,并把这部分数据信息保存到信息平台中,为下一建设环节提供信息支撑,同时、校对和咨询随时可用。BIM技术所收集的工程量数据不但能够为桥梁造价测算,而且还能够为现代建筑工程方法的制订提供科学的理论基础。同时通过5D关系数据库构建BIM数据库，可以准确快速地计算工程量，提高施工预算的准确性和效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可快速提供支持项目各条线管理所需的数据信息，有效提高施工管理效率。BIM技术可以自动计算一个项目的物理量，这属于更传统的计算软件的能力范围。在利用BIM技术设计城市道路的过程中，3D激光扫描是最先进的数字化测量手段，不仅可以现场高精度采集真实世界坐标数据，还可以用于后期规划、绘图、数据，是存档、变形检测等测量数据的理想来源。

3.3 协调道路桥梁建设项目

道路桥梁工程所涉及的建设项目数量众多,对各个项目的组织协调与管理工作是城市道路桥梁施工项目管理的重要环节,能够大大提高项目的施工进度。道路桥梁的建设区域往往太长太狭窄,在施工现场会有许多项目需要同时进行,这不仅影响大桥的施工质量,也存在一定的安全隐患,应用BIM技术可以模拟施工过程。据分析,在项目施工前对各个项目进行预调,既保证了项目的施工质量,又有效提高了施工进度,减少了施工安全事故的可能性。随着我国社会经济的快速发展，城市道路的规模也在不断扩大，因此对城市道路设计的要求越来越高。BIM技术在城市道路设计中的运用，不仅提高了城市道路设计人员的工作效率，而且大大提高了设计的准确性，避免了设计过程中不必要的失误。通过BIM技术构建3D模型，通过BIM控制参数构建和草图设计，基于城市道路结构基本属性的参数控制设计以及草图设计，执行BIM3D模型输入线和地理输入后一系列命令设计的3D模型使用。

3.4 道路桥梁建设进度管理

通过将BIM技术应用于道路桥梁施工管理,可以构建4D虚拟模型,通过4D模型的虚拟施工碰撞分析,推导出目标解决方案和管理动作。在施工现场,需要准确监控施工人员、物料和机械设备的到位日期,也需要准确监控每个工程项目的起止日期。利用工程四D模式形成了合理的建筑阶段管理规划,即通过运用工程模式展示建筑阶段的施工进度,使工程管理者可以正确地评估施工进度与进度计划之间的差距,从而合理调控工程进程，通过及时规划,防止道路和桥梁建设未在规定日期内完成。

3.5 施工设备、材料和人力管理

建设道路和桥梁时,施工复杂,需要大量的设备、施工人员和建筑材料,如果某一方面出现问题,如设备故障、施工人员不足或施工材料不足,现场管理难度将增加。人力工作的难度影响了道路桥梁工程的顺利施工。通过将BIM技术应用于道路桥梁施工管理,管理人员可以利用4D模型和信息平台,主动识别施工现场所需设备、材料和人员的具体情况,制定有效的解决方案。

BIM技术是一种应用于各行业的现代新技术，为行业的发展带来了极大的便利。由于BIM技术可以贯穿整个项目过程，因此整个生命周期也是积极宣传的关键要素。通过BIM建立维修工作历史，可以跟踪设施设备状况，提前预测一些关键设备的应用状态，根据维修记录和维修计划自动识别预定维修的设备和设施，可以通过记录设备和损坏的道路，实现从故障发现和报告、维护和维修调度到竣工验收、回访等全过程管理。

4 结 语

将BIM技术应用到城市道路桥梁设计中，通过准三维模型的构建，让项目的每一个施工环节都得以展示，让设计者能够清晰直观地了解和把握项目的施工内容。如果设计有缺陷，可采取有效措施，结合模型展示，制定科学、合理、实用的城市道路工程设计方案，大大提高了城市道路桥梁的施工质量。BIM技术在城市道路桥梁设计中的应用具有十分重要的现实意义。