BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用及其优势 孙勇

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2019年第34期   作者:孙勇
[导读] 摘要:随着我国经济发展越来越好,我国房屋桥梁基础建设也在不断扩大。
        石家庄铁源工程咨询有限公司  河北石家庄  050043
        摘要:随着我国经济发展越来越好,我国房屋桥梁基础建设也在不断扩大。为了提高我国桥梁工程质量,就要在桥梁设计和施工过程中应用建筑信息模型。建筑信息模型也称BIM,它不仅可以保证桥梁工程质量,还能够高效辅助桥梁的设计人员和施工人员加快完成施工任务。
        关键词:BIM技术;桥梁工程;施工阶段;应用;优势
        引言
        BIM是国外较先进的建筑技术其不仅能够提高建设工程的建设效率也能对相关工程在设计之前进行提供帮助。而我国的建筑工程设计中往往存在设计时间长,三维成图慢等现象,这些现象也阻碍了市政桥梁的设计及发展,并为施工人员的施工造成一定滞后性。
        1BIM技术及优势
        BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型,是一个以三维数字技术为基础,集成了工程项目各种相关信息的工程数据模型,建立设计单位与施工单位之间的联系,提高设计质量,提升施工质量和效率。BIM技术最早应用于建筑工程行业,随着桥梁建设信息化、精细化的要求,BIM技术也逐渐被应用于桥梁的设计与施工。其主要技术优势有:①可视化:BIM可以将桥梁的二维平面图纸转化为三维立体模型,使得项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的三维立体模型下进行。②协调性:BIM技术在桥梁设计、施工过程中可以协调设计单位与施工单位、桥梁施工过程中的各种关系。③模拟性:通过4D、5D模拟,可以展现桥梁的实际施工过程、造价控制等,从而来制定合理的方案指导施工。④优化性:通过BIM提供的桥梁结构间的几何信息、物理信息等对桥梁整体的施工方案及各个细节的施工流程进行改进和优化。⑤一体性:BIM技术是一个包含桥梁所有参数信息的三维模型数据库,可以展现桥梁设计到建成使用的全过程信息。
        2BIM国内外发展现状
        2.1国外的BIM现状
        BIM是美国最先应用的技术,现在其在美国北部的应用已趋于过半。同时根据核实相关资料得知当前美国北部地区使用BIM技术比前些年大概增加了百分之七十五左右。另外,根据核查资料BIM技术也应发明于美国,在2003年时美国相关部门就提出了国家3D-4D-BIM计划;在2006年时美国联邦陆军工程兵团推出了一份15年的BIM路线规划图。此外,当前美国的相关学术机构也在致力于BIM的发展研究中,通过以上信息充分表明BIM技术在美国被重视的程度。还有,BIM技术当前也被欧洲等国家所重视,也的到相关国家的技术人员的认可并应用;在亚洲日本等发达国家也对BIM技术十分感兴趣,并也应用到实践中。
        2.2国内的BIM现状
        根据相关BIM技术的应用调研数据可以总结如下:首先,国内的BIM技术传入较晚,目前并为得到普及的阶段而是刚好处于BIM资料及信息的普及过程中。其次,在调研过程中了解到,相关业界人士对BIM技术还是知道的但并不详细,也为进行过实际应用。最后,根据现实存在的现状可以总结,在我国建筑行业中,BIM技术的应用仍处于初级阶段,并没有相关完善的BIM系统及技术进行可供参考。此外,相关业内人士对BIM都存一定了解中,但仍处于观望过程,对于BIM技术的应用并不能给予详细的展望。而我国的BIM技术应用也存在一定的不足,如系统技术的不完善,法律法规的完善等,都会造成BIM技术引进及使用的困难。
        3BIM技术在桥梁工程中的应用
        3.1三维模型
        设计图纸是工程施工的基础,工程人员要按照设计图纸,创建桥梁的BIM三维模型,将桥梁的构造展示出来,让静态的图纸规划转变为动态的、形象的图纸,进一步提升施工效率。

另外,工作人员也可以按照构建的三维模型核对图纸,检测碰撞点与不合理之处,以完善图纸规划,提高画图质量。BIM三维模型的构建,能够对模型中不同部件的工程量进行快速统计,工程量统计的效率大幅度提升,并且准确度也可以提高。管理人员对材料采购、备料以及应用等方面都能够做到有据可依。
        3.2施工模拟
        运用BIM技术结合时间属性来进行桥梁施工的4D动态模拟,可以模拟桥梁施工的全过程,从桩基础、承台、墩柱、盖梁到梁体架设都可以通过BIM的三维可视化模拟出来,通过模拟施工流程可以发现施工过程中存在的问题,确定施工方案是否可行,效果如何,在哪些施工流程中可以节约材料、节约能源、节约人力等,另外还可以根据模拟施工流程对现场材料进行调配,确定现场材料、施工设备进场的顺序及数量,根据现场的施工进度对施工材料、施工设备进行统一部署,提高桥梁施工过程中的工作效率。
        3.3施工场地布置
        桥梁项目的施工环境大多较为复杂,为保障其正常运行,施工大多集中于偏远山区或是丘陵地带,地形地势较为复杂,鉴于客观条件的影响,对施工场地进行前期布置就成为准备工作的重要一环。工作人员可以充分利用BIM三维模型,对施工场地环境展示,对如何布置提出建议。在本工程实施过程中,工管理者选用了起吊设备,对施工的道路进行了科学规划,使得现场机械设备的覆盖率有所提升,材料的运输与起吊费用明显降低。另外,应用现场三维BIM模型,也可以对材料哦如何进场、钢梁杆件等如何进场有所了解,观察特定空间下的施工需求。由此可见,运用BIM技术在桥梁工程中,可以直观的反映出周边的项目情况,力争实现场地布置的合理。
        3.4施工进度、质量控制与管理
        桥梁施工过程复杂、统筹难度大,对施工进度的有效管理存在一定难度。运用BIM技术的桥梁三维可视化模型对施工流进程进行模拟,有利于施工单位对整体进度的有效把控,把握施工过程中的各个细节,对施工进程进行动态调整,针对施工过程中存在的问题及时有效的制定合理的应急方案,使得施工进程管控从被动到主动转变,确保施工过程能够按照既定目标顺利开展。施工质量对桥梁的安全施工、安全运营有着非常重大的意义,在施工质量的管控方面,根据BIM模型模拟施工进程中各个具体的操作细节,结合现场实际情况不断对施工方案进行优化,实现对桥梁施工进程中各个细节的管控,保证桥梁施工进程中的总体质量。
        3.5三维技术交底
        桥梁工程施工中,结构种类繁多,以往的技术交底是基于二维平面的纸质技术交底,受维度的限制,无法将施工信息在纸质技术交底上完全标注出来,不能充分展示设计者的意图。BIM技术是根据桥梁的真实结构、实际坐标位置、高程位置进行三维建模的,可以展现桥梁的各项参数、样式、位置信息,通过BIM管理平台与现场技术人员、施工人员的手机客户端对接,将BIM模型实时发给现场技术人员、施工人员,实现三维可视化交底,这样提升现场施工的准确性,减少纸质交底的信息缺失。
        4结语
        综上所述,市政桥梁建设是为了使城市交通更为通畅,也是为人们的出行方便做保障。但在传统的市政桥梁建设中往往要进行先前的设计,即CAD制图设计,并根据CAD二维图纸转换三维图纸,而转换效率与制图效率往往得不到保障,一但某个环节出现问题便会影响工程的建设。BIM技术的引用可以较为有效的避免以上问题,但我国BIM技术仍未普及,所以相关工程在保障施工的前提下可以进行稍作尝试并根据使用情况进行推广,以促进BIM技术广泛服务于建筑行业。
        参考文献:
        [1]王吉文,夏枫.BIM技术在桥梁设计中的应用研究[J].城市道桥与防洪,2017(10).
        [2]孔纯杰.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].城市建设理论研究(电子版),2016(36):101-102.
        [3]邱蒙,孙旭,贾莉浩.BIM在市政道路设计中的应用探索[J].城市道桥与防洪,2017(4):230-232.
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