BIM技术在桥梁工程方面的运用

BIM技术在桥梁工程方面的运用

摘要:BIM技术是根据施工的具体情况,通过三维数字技术建立起的建筑信息模型,并且通过交互技术来进行信息的储存、交换以及使用。BIM技术能够实现通过数字技术对建筑物信息的精确展现,并且能充分体现建筑物的功能和性质。BIM技术在计算机技术的不断发展下不断地进行技术方面的更新,从而能够应用在更加广阔的领域,并且有了更加强大和全面的功能,能够不断提高我国的建筑工程质量,促进我国现代化建设。文章探讨了BIM技术在桥梁工程方面的应用和发展,对BIM技术在其中的具体技术展开了分析,并列举了某桥梁工程的例子,希望能够为我国BIM技术的发展起到一定的作用。

关键词:桥梁工程;BIM技术;施工阶段;数据管理

BIM的实际含义为通过三维数字技术建立起来的建筑信息模型,这项技术起源于美国,美国将其作用定义为通过建设物理项目,从而决定建筑物的功能特点,实现建筑工程之间的信息共享,缩短建筑项目的周期,为建筑工程提供必要的决策依据。在建筑工程的不同阶段,可以实现信息资源的共享,同时展开协同作业。BIM技术是在计算机技术和通信技术的发展下发展起来的,拥有全新的建筑信息管理模式,并且广泛应用CAD技术,对建筑行业产生了重要的变革。BIM技术对建筑信息进行了数据存储和传递,方便了建筑行业之间的交流和沟通,同时促进了建筑信息的全方面共享,使建筑信息化过程变得可能。

1桥梁工程施工中BIM技术应用的具体特征

1.1可视化

通常情况下,建筑工程的施工建筑图纸需要进行从二维到三维的转化,这个过程全凭工作人员的经验在自己的脑海里完成。建筑图纸的每个符号、图形和线条都有特殊的含义,往往也只有经验丰富的工程人员才能明白。在这种情况下,建筑信息的交流成了问题,其他非行业工作人员无法对建筑信息进行理解。通过BIM技术很好地解决了这一问题,建筑工程的二维图纸通过BIM技术进行了三维化的转化,从而更加形象直观地展现在其他需要的人员面前,并且能够就需要进行全方位的分析。通过BIM可视化的特征,促进了建筑行业之间的交流和沟通,促进了建筑行业的发展。

1.2可优化性

我国建筑工程在施工过程中往往会寻找最优的施工方案,通过对传统产业的变革,以及设计单位和施工单位之间的相互配合来完成施工方案的最优化选择。另外,BIM技术的应用能够在更大程度上进行建筑工程的施工优化,从原材料、管线以及能源节约各个方面进行优化,降低施工的成本,提高施工的质量,从而更好地促进施工企业的效益。

2BIM技术在桥梁施工前期的实际应用

2.1在可行性研究阶段的应用

在桥梁建设的开始,建设单位需要对桥梁建设的场地选址、方案规划、能源消耗等方面进行简要的评估。第一步,用BIM软件进行快速桥梁模型搭建,并且能够在数字信息中清楚地表现出桥梁的各方面信息,包括桥梁选址、施工方案以及整个桥梁的整体面貌。通过这种虚拟的表达,能够方便地检查桥梁建设过程中的漏洞,从而判断在建设过程中还有哪些需要改进的地方,然后根据对三维模型的分析,制定辅助设计方案。BIM技术实现了对桥梁的全方位精细化信息展示,并且能够对建筑使用的材料成本进行统计,方便施工过程的进行。

2.2在设计阶段的应用

(1)设计优化。在桥梁施工过程中,桥梁图纸所表达的信息一定要全面,除了对建设桥梁必备的主要承载构件的尺寸进行分析和表达,对桥梁连接构件、构件横截面等信息进行详尽的表达,还要注明在哪些地方安置附属结构,构件的连接方法等信息,令施工图纸尽量做到精确化。一般的桥梁工程项目都会面临非常复杂的设计问题,其需要考虑的内容很多:①桥梁包含很多构件,而且构件结构也很复杂;②一般情况下为了方便施工,会进行构件的预制,预制构件的体积很庞大;③桥梁施工现场情况复杂,仅仅通过二维的施工图纸无法全面表现施工现场的状况,也不利于在施工过程中进行管理。通过BIM技术进行三维优化,就能够解决以上问题。(2)工程量统计。在以往的工程量统计过程中靠的是人工,面对如此庞大的工程量,人工难以保证统计的精确性,并且只能对复杂的计算结果进行近似处理。在桥梁工程中,一点微小的差距都会导致工程的失败,进而拖慢施工进度。但是通过BIM技术能够很好地对桥梁工程进行计算,从而确保计算的精确性。(3)图纸输出。现代桥梁的发展已经超出了实用的范围,而是对其美化作用有更高的要求。通过以往的二维图纸很难对桥梁的建筑美学设计起到帮助作用。通过BIM技术把二维图纸转化为三维图纸,能够在很大程度上帮助桥梁工程进行造型设计,从而使设计过程变得精确,在展现桥梁特性时不会存在障碍,能够很好地表现复杂的造型。

3在桥梁施工阶段使用的实例

某大桥全长974m,其中主桥长660m。桥型为三塔四跨矮塔斜拉,是目前国内采用悬臂浇注法施工单箱梁体最宽的矮塔斜拉桥。工程总造价约4.04亿元,计划工期30个月。

3.1数字信息化施工

BIM技术的应用,极大地提高了桥梁工程中的信息交流速度,加快了桥梁工程的建设效率。通过把桥梁工程的信息数字化,实现了桥梁工程施工的信息化管理。在这种信息交流的情况下,桥梁的构件可以在不同地区同时生产,加快了桥梁建设的效率。通过桥梁建设的数字化,桥梁工程中的构件加工也可以通过预制的方法来进行工件加工。由于在以往的工件生产过程中经常会出现施工环境的影响而造成构件质量不稳定,通过BIM技术能够提高构件质量的稳定性,从而更好地控制桥梁施工过程的工期。BIM技术的使用加强了行业之间以及施工人员之间的信息交流,从而为信息交流提供了方便。

3.2施工模拟

BIM技术能够对桥梁工程的施工过程进行虚拟模拟,并且能够保证在模拟过程中桥梁信息的完整性,从而设计多个专业的综合应用。同时,在对桥梁工程的施工过程中,每完成一项工作,都能够建立独立的设计模块,从而在施工完成之后建立起桥梁工程完整的施工模型。这些模型可以用来进行研究和探讨,从而建立更优化的施工方案,并且能够在推动BIM技术施工的过程中起到巨大作用。

3.3管理物资

物资管理的过程中,BIM技术通过形成设施统计表的方式进行物资的管理。在实际运用中,要把BIM技术跟现实的施工进程结合起来,从而实现随时对设施数据进行统计的功能,进而准确地进行施工过程中所需材料以及相关设备的数量规划。在进行精确的规划之后,交给采购部门进行统一购买,减少了工作流程,提高了工作效率。在实际的物资管理过程中,BIM技术要根据实际情况进行材料单的规划和制定,施工队伍根据BIM技术的施工规范进行相关项目的物资管理工作。BIM技术可以把实际施工过程中的各个项目变成一个个编码,储存到自己的库里,并且在需要的时候添加到模型要件中,进行自动化的运算工作,计算出工程所需的工程量,从而将购买的材料和实际的工程量进行对比,防止出现遗漏和缺失材料的现象,影响工程的顺利进行。

3.4数据管理

桥梁的结构具有特殊性,在施工过程中每个环节都必须做到自我检测、自我控制,并且通过监控单位的工作,实现对工程施工每个环节质量的监督控制。在监控环节中会得到大量的桥梁工程施工数据,需要进行有效的管理,才能保证工程施工任务的有效进行,因此需要建立有效的信息交互平台。BIM技术为桥梁工程的数据处理提供了一个有效的数据信息处理平台,并且能够通过平台实现与其他数据平台之间的信息共享,从而使单位对桥梁的信息能够全面掌握。

4BIM在桥梁建设中的应用前景

美、英、法、德交通工程建设过程中应用BIM技术的工程单位在2015年、2017年以及2019年的变化情况。通过列举美、英、法和德这四个国家对BIM技术的应用情况,分析BIM技术为其基础建设工程带来的帮助,以及在工程师和承包商领域带来的价值。从上图可以看出,高度BIM从业者(超过一般的交通基建项目应用BIM)的比例从2015年到2017年有了高速提高;虽然高度BIM从业者的数量增幅在未来2年内下降,但数量仍然有所增长。

5结束语

综上所述,BIM技术能够实现桥梁工程的数字信息化,并且能够完成对桥梁施工二维图纸到三维图纸的转化,从而通过对三维图纸的分析,提高桥梁的施工技术,进而提高桥梁的施工质量。对BIM技术加以研究,能够更好地进行桥梁施工技术方面的提高,解决以往桥梁施工过程中的难题,推进我国桥梁施工过程的发展,提高桥梁工程的质量。

参考文献:

[1]陈竟翔.BIM技术在桥梁工程设计优化方面的应用[J].开封大学学报,2016,30(2):90-96.

[2]钱枫.桥梁工程BIM技术应用研究[J].铁道标准设计,2015,59(12):50-52.

[3]李亚君.BIM技术在桥梁工程运营阶段的应用研究[D].重庆:重庆交通大学,2015.

作者:陈小军 单位:中铁十二局集团有限公司