桥梁bim建模，桥梁工程全生命周期BIM技术应用

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摘要：BIM技术在桥梁工程方面拥有着广阔的应用前景，因此研究其在桥梁工程方面的应用至关重要。本文从设计、施工、后期运营三个阶段对BIM技术在桥梁工程全生命周期中的应用进行了深入的分析研究，清晰地阐释了bim技术在桥梁工程中的应用现状。本文通过对应用现状的分析，发现BIM技术在桥梁工程中的应用存在些许不足，对其未来在桥梁工程的发展应用提出了一些建议。

关键词：BIM技术，桥梁工程，全生命周期，应用

引言

近年来，随着我国基建行业的迅速推进和发展，BIM（）技术，即建筑信息模型技术，作为当前建筑工程领域的热门技术之一考什么证赚钱多，已经取得了广泛的研究和应用。尤其在我国的房屋建筑工程中，已经得到了很好地应用，如中国尊、上海中心大厦、国家会展中心等大型工程，BIM技术在其建设过程中都发挥了重要的作用。但在我国的桥梁工程中，BIM技术的应用却仍未全面展开。与房屋建筑结构相比，桥梁结构更为复杂，在受力分析、结构设计等方面要求更高，所以在设计阶段会不可避免地出现或多或少的问题，进而影响了施工质量、成本、进度等。BIM技术的出现可以很好地解决桥梁工程中出现的各种难题，从建设项目设计伊始就能够发挥巨大的作用。

1BIM技术在设计阶段的应用

桥梁设计主要分为“预可”阶段、“工可”阶段、初步设计、技术设计、施工图设计阶段。（1）在“预可报告”中，通过设计不同的桥型方案，对其工程造价、投资效益和回报等相关问题进行初步的估算。本阶段通过建设不同的桥梁模型能够对不同的方案进行初步的工程造价和效益估算。而且可以对其周边的地形进行模拟创建，在美观、环境的保护和可持续发展等方面也能够为设计者提供参考和建议，以便于选择更合适的桥梁方案，提高桥梁项目顺利通过的效率和可能性[1]。（2）“工可”阶段，利用BIM技术能够在桥梁的建设规模、施工工艺、设备性能对比、环境等多个方面实现可视化。如使用等BIM软件建立的桥梁模型不仅可以使设计人员直观准确地了解桥型设计方案（如图1），而且还能对桥梁模型中的材料、尺寸等信息进行编辑，从而使设计人员能够更清楚地从桥梁施工技术、成本的控制、工程的状况等多个角度对项目进行调查研究和分析比较。（3）在桥梁的初步设计阶段桥梁bim建模，桥梁工程全生命周期BIM技术应用，利用BIM技术能够轻松地完成建筑材料以及工程量的统计，为编辑施工图设计文件、施工准备等提供依据。同时也能够通过BIM模型来检查图纸的准确性，避免施工过程中发现错误修改图纸导致的工期延误，以及由此产生的工程浪费。（4）对于复杂的特大桥、互通式立交桥、新型的结构桥梁等都需要进行技术设计。通过BIM技术对桥梁的结构进行深化设计以及局部的细节处理，工程的设计方案也会随之改变，BIM技术协同化的特点可以做到设计实时更新。当工程的设计方案进行了更改的同时，工程量也会随之进行更新，大大的节省了设计人员重复的工作，极大的提高了设计效率，将设计人员从枯燥的计算中解放出来，可以专注于桥梁设计本身。（5）桥梁施工图设计，该阶段中，BIM技术的数字化、可视化等特点能够发挥很大的作用。该阶段需要对桥梁结构强度进行仔细的计算，确保桥梁结构的强度、变形等条件能够满足运营要求。人为的设计不但费时费力而且很容易出现计算失误，利用BIM技术能够快速准确计算桥梁配筋、截面以及形状等相关数据，而且系统会自动生成详细的报表，查看时一目了然。即使出现错误，也能够很快的改正[6]。

2BIM技术在施工阶段的应用

BIM技术在施工过程中能够实现可视化技术交底，便于更好地准确地传达工程设计人员的要求和意图。此外通过BIM技术可以建立统一的桥梁管理信息平台，对桥梁建设工程进行实时的动态管理和监控。桥梁施工管理不仅包含施工单位，同时包括了建设单位、设计单位、监理单位、材料供应单位等。各单位之间信息协调时的效率问题一直都是桥梁工程在建设施工过程中的一大难题。BIM技术的统一管理平台能够归纳各单位之间的信息[2]，达到数据共享、信息集成，使各单位更好的协调，服务于工程项目，大大提高了工程的建设效率。在桥梁建设过程中，也可以利用BIM技术进行辅助工作。通过建设BIM施工模型，施工人员可以更加直观地了解工地的现状，从而进行场地的设计、调整，优化施工现场的管理，有效地保障和提高施工的效率。许多桥区的地形险峻，良好的桥梁施工场地环境管理是重中之重[3]。利用BIM技术能够模拟地形、做出精确的地质模型，为桥梁施工场地的环境选择和利用提供依据。同时也可以在电脑上进行灵活的现场布置，不仅可以为工人营造良好的桥梁施工环境和氛围，确保工人的安全，而且还可以提高桥梁施工的效率和质量。通过桥梁施工场地模拟还可以对施工工人进行安全方面的指导和培训，提高工人的安全意识。工程中造价管理是十分重要的一环，BIM技术还可以实现造价管理，这与之前的BIM模型息息相关。通过BIM模型，可以计算各个阶段的施工物资用量，预知项目盈亏情况，通过之前BIM技术生成的报表与施工现场材料用量进行对比，实现成本的动态控制。

3BIM技术在运营阶段的应用

目前BIM技术的研究和应用更多的集中于桥梁工程的规划设计及施工的前期阶段，对于后期的桥梁工程运营阶段的应用尚不成熟。现在后期运营很大程度上是人工操作进行数据采集和常规检查[5]，管理效率低下，在我国桥梁检测行业发展如此迅速的时代背景下，人工的检测难以有效的应付如此海量的桥梁工程信息数据收集、管理以及对病害的检测和评估。BIM技术在桥梁运营方面的应用相比于人为管理展现了诸多的优势。我国主要依靠CBMS（Chi⁃stem即“中国公路桥梁管理系统”）对桥梁进行运营维护。但是由于我国桥梁众多、情况复杂，而且桥梁的评估体系并不完善，加之信息不能够第一时间准确的搜集，使得桥梁运营管理系统还存在一些不足。BIM技术的信息即时更新能够有效地弥补目前CBMS存在的缺陷。若是能够将BIM技术与桥梁的运营紧密结合，就能够使CBMS系统得到更有效地应用[4]。除此之外，在桥梁的日常安全管理方面，采用BIM技术的桥梁安全管理系统能够有效地将桥梁构件的所有数据结合起来，可以实现对桥梁的实时监测。利用BIM的可视化特性以及情景动画模拟可以提出应急预案，并对工程人员进行相关的应急培训，在桥梁的安全应急管理方面就能够发挥非常重要的作用。当面对不可抗力、交通事故等突发性事件时，给出安全完整的应急措施。未来BIM技术在桥梁运营维护方面的应用无疑会更加广泛。

4结语

BIM技术以其协调性、可视化、模拟性、优化性和可出图性展现了其巨大的优势。本文研究分析了BIM技术在桥梁工程全生命周期中各个阶段的应用，得出在设计阶段和施工阶段应用较多，但是在后期运营管理阶段应用较少。较房屋建筑工程而言桥梁bim建模，我国BIM技术在桥梁工程方面的应用仍然不够全面深入。另外研究发现，桥梁BIM建模软件种类繁多，难以确定核心建模软件，不利于BIM技术的推广[7]。且BIM建模主要依靠国外的BIM软件，想要与国内管理软件顺利对接，不仅要考虑到我国的国产软件与国外软件之间的兼容问题，而且需要进行大量的二次开发，给BIM技术在桥梁工程方面的应用造成阻碍，BIM技术的不完善在一定程度上制约了BIM技术在桥梁工程中的应用和发展。总之，在桥梁工程中，BIM技术的推广，核心BIM软件的确定，BIM技术与桥梁运营管理软件的结合，以及相关规范的形成等，可以加快BIM技术在桥梁工程全生命周期中的应用，为我国的桥梁工程事业快速发展插上腾飞的翅膀。

参考文献：

[1]苏荣荣BIM技术在桥梁工程方面的应用研究[J].自动化与仪器仪表，2017（8）.

[2]李立功.BIM模型在桥梁施工中的应用研究[J].中国锰业，2019（1）.

[3]金拥军.BIM在桥梁施工中的应用[J].城市道路与防洪，2018（6）.

[4]程海根沈长江.BIM技术在桥梁工程中的应用研究综述[J].土木建筑工程信息技术，2017（10）.

[5]宋飞.桥梁工程BIM技术应用探索[J].科技经济导刊，2018.

[6]林友强曾明根马天乐徐优.桥梁工程设计BIM技术应用探索[J].结构工程师，2016（8）.

[7]万云华.桥梁工程设计BIM技术应用探索[J].居舍，2019（9）.

作者：周慧文 韩玉虎 陈旭鹏 黄涛 单位：北华航天工业学院

工地bim，BIM+智慧工地在广州国际文化中心项目的应用研究

智慧工地的概念被提出以来，受到了广泛的关注，智慧化发展逐渐成为了工程建设领域的主流发展趋势。以BIM技术为基础，构架智慧工地可以显著提升施工现场管理水平，保障现场施工质量，对于推动工程建设领域信息化发展具有现实意义。

No.

01

项目简介

广州国际文化中心位于广州市海珠区琶洲街道西区地块，由广东南传广场开发有限公司投资新建，广州市设计院设计，广州珠江工程建设监理有限公司监理，广东省建筑工程集团有限公司施工总承包。本项目地上54层，地下5层，塔楼采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构，项目总用地面积7671.2m2,总建筑面积.8m2,其中地上建筑面积.5m2，地下建筑面积.3m2，建筑总高度320米，项目设计为超高层办公楼及相关配套。

No.

02

项目重难点

本项目具有高度复杂性，

施工工艺复杂，个性化要求高。

本项目具有高度的复杂性，各类建设系统配置复杂且专业化程度高，并且不同功能区间的需求各异，对于建筑物结构、空间、管线等建设要求个性化明显。且设备众多，管道安装困难，对于施工工艺有更很严格的要求，因此增加了本建设项目的复杂和困难程度。

本项目安全标准高，管控措施投入大。

本项目建设周期较长，实施过程中难免存在恶劣天气、人员变更等不确定因素影响项目的管理和控制。而项目工程不仅要求建成的安全高标准，更要确保建设过程中落实安全管控，包括周围交通的正常运行、及项目红线范围内的安全文明施工。

数据统计采用了计算复合指标的方法，计算得出各家企业在企业规模、社会影响、发展潜力和社会责任四个维度上的得分，加权平均后确定排名。

本项目参建单位多，管理难度大。

本项目涉及多个专业领域与多家专业分包单位，同时签署各类合同众多，要求项目管理人员具有较强的投资风险控制、招标管理以及合同风险管理能力。另外，施工阶段各专业之间的施工穿插交错，很大程度上加大了现场协调和管理的难度。

本项目工期紧张、需求变化频繁、设计变更较多。

本项目建设工期紧，赶工投入加大了建设成本，且项目建设工程洽商量大，造成后期设计变更频繁，超概算、超预算的现象难以避免。

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03

实施应用

场地平面布置

利用BIM的三维总平面图辅助施工现场临时道路规划与布置，选择合理位置进行安装；规划排水设施走向；选择塔吊型号及其安装位置；确定钢筋棚大小、建设标准以及生活区的规划。以无人机航拍与图纸结合合理规划项目的场地平面布置，从整体角度出发规划，在施工过程中调整场地的部署，规范现场，做到文明施工。

图纸问题审查

通过BIM模型发现的图纸问题及时反馈给甲方、设计院，组织相关人员对复杂问题进行会议讨论，优化设计图纸，确保以正确的施工图指导施工。在模型建立过程中学什么技能好，我们及时发现问题，并及时做出检查报告发放给项目部技术人员，以避免因图纸错误而带来的二次施工返工现象。

深化设计辅助

通过会签的形式，对各自专业需要预留的孔洞进行确认，并同时对各专业之间的孔洞排布进行深化，保证各专业管线、设备既能合理安装、满足功能，又能减少专业之间的碰撞，保障施工质量。地下室施工阶段通过预埋管线与基础底板的定位关系，便于施工定位和施工方案及时调整。发现此类问题经与设计师确认后，组织专题会议解决此类问题。

工程量统计

项目根据施工现场需求，按流水段、构件、单体等方式快速提取建筑结构专业分享工程主材实物量，为材料采购、工人限额领料提供准确数据支撑，辅助现场施工。

三维技术交底

针对项目中比较复杂的重点节点，如底板和支护连续墙连接部位、地下室高支模等相比传统枯燥的文字交底形式，以视频的形式去表达在项目交底中更清晰，传达准确，从而提高工程管理人员与施工人员的交底效果，以确保相关作业的顺利实施。

方案优化

利用BIM的可视化特点，对各方案进行三维立体建模，从安全性、经济性、技术性上考虑进行讨论比选，最后选择出最优方案，并根据工程的体量与特征以及现场的施工作业人员，合理安排施工计划以及人员与材料的部署，达到合理规划，节约成本，高效施工的目的。本项目上部施工策划中，基于BIM模型进行塔吊、施工电梯方案进行三维可视化策划模拟，考虑到核心筒受力情况、工作面协调以及材料、人员出入等综合考虑，最终采取先爬模的布置方式，确定了施工电梯数量和双笼、单笼形式。

进度模拟

将BIM模型与项目进度计划进行挂接，赋予构件时间信息，根据现场施工区划分进行施工进度模拟，辅助判断项目进度是否符合预期并作相应调整，实现对项目进度有效管控。

施工工序模拟

根据施工方案，对于项目复杂的施工工艺，BIM团队需基于BIM模型制作施工工序动画，让一线管理人员理解施工要点，提高施工的效率和准确性，减少工人盲目施工所造成的返工和材料浪费，达到绿色施工的效果。结合本项目的具体情况，BIM团队对项目重难点区域的施工工艺制作了地下室核心筒区域模板施工、圆形柱帽节点模板施工、爬模塔吊布置模拟、地下室内支撑拆除模拟施工等动画交底视频。

二维码应用

基于BIM平台制作安全、质量、技术、生产等方案、图片、视频二维码，项目现场布置了二维码展示墙，项目班组人员以及外部参观人员可通过手机扫描二维码，可快速获取相应授权访问的项目资料。

无人机航拍

针对现场总体施工进度、各个施工段，各专业施工进度，以及安全文明施工进行无人机航拍。根据拍摄每个时段的工区现场形象进度，辅助项目进行总平面布置和工作面协调，加强对施工人员的调控，方便项目部实时掌控和调整施工部署，节省人力物力，提高管理效率。

智慧工地决策系统应用

（1）智能监控

将现场视频监控系统接入平台，对施工现场关键部位、重点生产区域、施工主要点等现场情况进行24小时实时监控，实时了解现场情况与动态，若发生异常状况，可及时采取必要措施工地bim，BIM+智慧工地在广州国际文化中心项目的应用研究，从而防止意外情况的发生，同时手机端在联网状态下可进行远程实时查看，提高现场防控应变能力，保障项目安全生产。

（2）生产管理

生产管理系统主要应用于现场日常生产进度管理，主要涉及现场生产任务派分、跟踪，以及相关软硬件数据收集，最终形成人、材、机以及进度等多维度的图表。这些数据可在项目例会上进行展示并作为分析依据，可作为施工日志等文件的参考资料。

（3）技术管理

在技术管理模块中，技术管理人员可通过BIM模型为支撑，进行图纸变更管理、技术交底、方案管理等操作。技术方案管理模块可以通过录入方案编制计划并进行跟踪、审核；在图纸变更管理模块，可在平台中录入图纸变更、图纸会审、工程洽商等问题并形成台账，同时我们还可以将变更后的图纸与相关图纸和模型进行关联。在施工工程中，可通过设置手机端自动提醒，防止问题遗漏；在技术交底中，BIM团队根据技术方案结合BIM模型进行三维交底视频制作并上传平台，供平台人员查阅使用。

（4）质量管理

记录现场施工中出现的质量问题，针对出现的质量问题进行分析，在系统中生成问题曲线。项目技术人员通过移动端进行现场质量巡检与验收，根据问题情况派发质量整改通知单，并通过平台对管理记录进行留存，基于大数据对质量问题通病进行分析归类，并进一步作原因分析、整改效率分析、责任主体分析，从长远角度总结出解决问题的有效方法。

（5）安全管理

项目安全人员发现问题后，可通过平台安全管理模块线上通知责任人进行整改，责任人组织相关责任单位整改并进行复查工地bim，复查合格后，针对问题形成闭环处理。现场安全人员还可使用手机端进行隐患排查，发现隐患快速记录，及时通知整改，整改完成进行复查，全流程在手机端自动流转，高效完成隐患销项。

（6）劳务管理

基于平台管理人员可随时了解项目现场出勤、在岗工人数量、劳务人员个人信息，系统已经与建委进行对接，符合劳务实名制要求。

（7）绿色施工

基于平台对建筑工地工程环境扬尘、气象、噪声进行实时监测，并将监控系统与平台对接关联。现场环境检测数据自动更新，当出现超过设定的阈值时，平台将触发自动报警。

（8）物料管理

通过物料管理系统对材料进场情况进行统计分析，实时准确的把握现场材料的供货偏差，实现物料从进厂到入库、领料、下料的全方位管控，避免因项目规模大而出现管理不力的情况，提升业务效率，提升项目部经济成本效益。

（9）门禁系统

在项目施工区及办公生活区门禁的位置都安装了人脸识别装置，并与平台连接，可以自动识别项目人员的身份等各项信息。在疫情期间，项目大门安装了人脸识别测温一体机，在人脸识别的同时进行实时测温，并形成体温记录台账。

广州国际文化中心项目作为广东省建工集团的标志性项目，结合BIM+智慧工地数据决策系统对施工现场工作进行了合理规划及部署，同时对施工项目进行数字化管理，加强了施工进度、技术、质量、安全等方面的管控，提升了施工项目的信息化管理水平与智慧工地建设水平，为未来的广东省BIM技术应用项目做出了表率作用。