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摘要：BIM技术作为现代工程行业的新型技术，已经得到了一定的使用，本文分别从设计及施工阶段，展开对BIM技术在桥梁工程中的应用进行分析，以期能够提高桥梁的建设效率，降低工程成本，延长使用寿命。
关键词：BIM；桥梁工程；设计与施工
BIM技术的使用，能够在很大程度上提高桥梁的建设效率，减少桥梁设计漏洞，提高施工质量，全过程控制施工安全与进度，降低工程成本，还可以实时建设全过程的监测，从各个方面把控桥梁的建设。本文将从设计阶段的快速建模、模型计算、图纸输出、工程量统计以及施工阶段的数字信息化施工、施工模拟、安全数据信息管理几个方面展开重点的研究。
1BIM的桥梁工程设计中的应用
1.1快速建模
在桥梁的设计阶段，如果可以根据桥梁的特有结构形式，开发出面向对象桥梁工程的BIM建模系统，在该系统中的面向对象，就是在桥梁中常见的结构部位，由此，可以形成构件固定的对象。这个过程在Revit软件中，就是族的概念。在此基础上，可以开展参数化的桥梁设计。Revit软件主要针对的是建筑行业，所以，软件内置族基本大多是与建筑结构有关的。然而，族是可以自己制作的，并且在很多的国际工程中，一些设计师会将族进行免费共享。在桥梁结构中，不同的构件信息会有其独自的数据信息模型。通过不同的参数，可以将这些数据信息快速输入至3D模型中。
1.2模型计算
在桥梁模型的计算中，主要包含整体模型的计算与局部模型的计算两大部分。由于在设计阶段建立了桥梁信息的数据模型，所以，在进行整体计算的时候，可以从数据模型中提取出相关的数据信息，但是，由于桥梁工程的整体计算具有一定的特殊性，所以在整体计算的时候要注意对桥梁结构进行简化，简化过程要建立在计算理论及计算机能力之上，如果桥梁构件的关联性足够好，那么在模型中的数据信息传递的成功率就会越高，大大提高了建模效率。
1.3图纸输出
目前，桥梁工程设计的最终任务是将2D图纸交付于业主单位，这也符合目前的工程流程。所以，在整个桥梁工程的建设中，生产过程与管理过程都是围绕着2D图纸进行的。从目前的技术角度来说，这种方式阻碍了BIM技术在我国的进一步发展。桥梁工程的发展经历了很长的时间，但是到如今，除了要求其具有最基本的跨越通行功能，对其美观性也有了更高的要求。现代的桥梁设计工程师，期望可以驾驭更加富有美感的桥梁结构形式及几何曲面。显然，2D设计技术无法满足对桥梁三维立体几何形态的效果表达。在这种背景下，3D设计的出现为桥梁工程设计的变革带去了新的动力。3D设计可以比较精确的表达出桥梁造型中比较复杂的几何特点，与传统2D技术中CAD绘图相比，3D技术在几何特征的表达上几乎不存在障碍，不管是哪种复杂的造型，都有可以表现的游刃有余。在“北京当代十大建筑”中，首都机场3号航站楼、国家大剧院、国家游泳中心等建筑，属于中国著名建筑的前列。这些建筑几乎无一例外的无法利用2D图形进行表达，这也在一定程度上预示着3D设计技术将在工程设计领域走向高端。
1.4工程量统计
在2D时代，桥梁工程的设计成果全部反映在图纸上，平面图纸的储存仅仅局限在点、线、面等基本信息，无法利用相关软件直接计算出CAD图纸中所包含的构件数据信息，因而，还需要花费人工对相关构件的信息进行计算，包括工程量的计算与统计，这种方法不仅花费大量的人工，还容易出现错误，并且出现错误之后不容易校对。随着技术发展，人们可以利用相关专业软件进行量与价的计算，这种方法虽然也是建立在建筑模型之上，但是一旦出现设计变更，也需要对模型进行修改，如果出现数据滞后问题，那么工程量也会出现滞后，其本质也失去了该具有的作用。但是BIM技术的使用，可以将全部的工程信息存储与建筑模型中，而且这些数据信息可以直接被计算机读取，从而快速获得构件的工程量，并可以完成对相关工程量的统计，大大节约了时间，同时也降低了人为因素造成的错误率。除此之外，当出现设计变更时，变更部分的工程量也会随之变化，直接输出真实有效的工程量。利用BIM获得的工程量数据，可以用于方案制定中对于成本的估算，继而对不同方案进行成本上的对比，获得最为经济性的方案，同时，可以将这些工程量与施工完成以后的工程量进行对比，完成工程决算。
2BIM在桥梁施工阶段的应用研究
2.1数字信息化施工
在BIM技术的应用中，将该技术与数字化系统进行融合，实现施工过程中施工工序、施工流程、技术的选择等的信息化。在桥梁工程的施工中，部分构件需要在场外加工，特别是一些钢结构的构件，在工厂加工完成之后运输至施工现场，然后在通过吊装施工进行现场的安装工作，比如预制混凝土构件、钢结构构件等等。利用数字信息化的施工，能够完成桥梁构件的自动预制，采用工厂化的技术手段，可以克服施工现场的环境、技术等外在因素引起的质量缺陷，大大提高构件的生产质量，提高构件的稳定性，同时，还可以为施工现场节约一部分的施工工期，对于整个施工工期的掌控具有积极意义。
2.2施工模拟
桥梁工程的施工是一个动态化的过程，随着施工进度的推进，工程的整体规模就越来越大，施工操作也越来越困难，因而管理难度也越来越高。目前，在施工管理中一般会用甘特图来编制施工进度计划，但是这种方法对专业性具有很高的要求，并且不能达到可视化的施工管理，因而，无法精确的对施工进度进行表达，不能准确的弄清楚各个专业之间的关系，因而，想要实现施工现场的动态化管理具有很大的难度。在施工进度管理中引入BIM技术，则可以建立一个基于一个时间信息与空间信息的4D模型，将整个施工现场精确、直观的反映出来。在引入BIM4D模型之后，可以根据项目的特点，编制详细的、同时满足各个专业施工要求的施工进度计划，对现场进行全方位的把控，还可以优化现场的布置与资源的配置，做到对整个施工现场中的进度、资源、质量等的统一管理，最终达到提高施工质量、控制施工安全、保证施工工期、降低施工成本的目的。在施工模拟中，碰撞技术具有重要意义，可以在最大程度上减少施工中的错误，避免各个专业之间的信息错误，避免因考虑欠缺而产生的额外费用，提高施工效率。
2.3安全数据信息管理
在桥梁工程的施工阶段，利用BIM安全数据信息管理平台，对工程中涉及的安全信息进行搭载，通过平台的数据集成功能，将安全信息进行共享，使得各个参建单位都能及时了解现场的安全状态。在施工中，有效地利用安全数据信息，能够为下一步的工序提供指导，在很大程度上杜绝了由于对安全状态分析不到位而造成的安全事故，有效提高施工安全。
3结语
总之，BIM既可以在建筑工程中发挥其优势，也能够在桥梁过程中大展身手，为桥梁工程的发展带去重要边改。随着BIM的发展，桥梁工程要顺着时代的发展，乘风而上，利用BIM技术带来的优势，充分推动桥梁工程的进一步发展，为企业带去更多的经济效益。
参考文献
［1］沈海华，王银辉.基于BIM的桥梁养护管理应用初探［J］.公路与汽运，2016（4）：280-283.
［2］刘智敏，王英，孙静，等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究［J］.北京交通大学学报，2015，39（06）：80-84.
作者:任腾先 高崇威 单位:中交公路规划设计院有限公司
