(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400074)

橋梁工程是建筑行業(yè)的一部分，作為交通建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)鍵控制項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)，施工和運(yùn)營(yíng)階段比一般建筑要困難得多。與此同時(shí)，橋梁工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然依賴于二維CAD圖紙，大多數(shù)施工過程和后期運(yùn)營(yíng)管理屬于不同的部門，每個(gè)階段相對(duì)獨(dú)立。建筑信息模型(BIM)是一種信息化建模方法，它解決了橋梁工程建設(shè)中的不足。BIM技術(shù)可以有效地協(xié)助建筑工程領(lǐng)域的信息集成，交互和協(xié)同工作，并在建筑生命周期管理概念的背景下迅速發(fā)展。

一、BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)的普及標(biāo)示著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)范疇大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來。通過在建設(shè)項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段整合信息，可以通過BIM技術(shù)建立完整的信息模型中心。每個(gè)參與方都可以提取信息中心使用所需的信息。本文通過參考幾篇文章總結(jié)了BIM的幾個(gè)基本功能：

(一)模型的可視化?？梢暬褪恰八娂此谩钡男问?。BIM通過諸如CAD之類的幾何元素來突破每個(gè)組件的信息的描述。提供一套視覺創(chuàng)意，在人們面前形成三維幾何體物理圖形顯示。

(二)模型信息的完備性。該模型包括生命周期各個(gè)階段的信息的完整描述。如設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)，材料，使用功能等，施工階段的工藝，進(jìn)度，成本，質(zhì)量，人力，機(jī)械，材料等，運(yùn)營(yíng)階段的結(jié)構(gòu)安全性和結(jié)構(gòu)耐久性。

(三)模型信息的關(guān)聯(lián)性。系統(tǒng)自動(dòng)組織和分析此信息并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)庫(kù)中，當(dāng)修改模型中的對(duì)象時(shí)，不需要修改與其關(guān)聯(lián)的對(duì)象，并且可以根據(jù)此修改更新這些對(duì)象以實(shí)現(xiàn)“一處修改，處處自動(dòng)更新”促進(jìn)模型的修改和優(yōu)化，保持模型信息的相關(guān)性。

(四)模型信息的一致性。模型信息在建筑項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中是一致的。當(dāng)重復(fù)輸入相同的信息時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別和修改它。對(duì)整個(gè)生命周期數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，施工，運(yùn)行和維護(hù)，最后進(jìn)行最終拆遷，并實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的共享和應(yīng)用。

二、橋梁項(xiàng)目常見BIM技術(shù)應(yīng)用軟件

BIM技術(shù)在橋梁施工范疇的應(yīng)用還處在摸索階段。因此，橋梁BIM模型主要通過其他范疇的建模軟件來完成。常用橋梁有兩種BIM模型軟件，一種是法國(guó)Dassault為航空航天業(yè)開發(fā)的CATIA軟件。另一個(gè)是REVIT，一種由AUTODESK開發(fā)的民用建筑建模軟件。

(一)CATIA軟件

CATIA軟件是一種計(jì)算機(jī)圖形輔助的3D交互式繪圖軟件，主要用于航天器模型的構(gòu)建，因此其精度非常高。

(二)Revit軟件

Revit由AUTODESK開拓，由公司開發(fā)的畫圖軟件AUTOCAD具有廣泛的運(yùn)用和推廣。Revit專為BIM而設(shè)計(jì)，可用于設(shè)計(jì)，建造和維護(hù)更高質(zhì)量和更高能效的建筑。

三、基于BIM的橋梁工程設(shè)計(jì)優(yōu)化

BIM在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)方案的建模和分析以及其中問題的檢測(cè)和反饋。一方面，項(xiàng)目人員收集項(xiàng)目的相關(guān)圖紙，然后對(duì)其進(jìn)行建模。并將問題反饋給BIM團(tuán)隊(duì)和相應(yīng)的決策者，以決定是否需要修改圖紙。如有必要，項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員將修改圖紙并再次執(zhí)行建模和檢驗(yàn)分析，直到反饋顯示不再需要圖紙。通過這種方式，設(shè)計(jì)人員希望在施工開始之前解決所有設(shè)計(jì)問題，確保設(shè)計(jì)可構(gòu)建性并減少返工。

四、BIM技術(shù)在橋梁施工過程中的應(yīng)用

(一)BIM技術(shù)的多角度協(xié)同應(yīng)用

橋梁施工項(xiàng)目管理涉及多方單位，BIM技術(shù)可以利用同一平臺(tái)，便利實(shí)時(shí)輸入項(xiàng)目的有關(guān)信息，相關(guān)方也可以在自己的權(quán)限領(lǐng)域內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)取有關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)同和數(shù)據(jù)協(xié)同的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)施工信息的有效整合，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的采集，歸納和分析。

(二)BIM技術(shù)進(jìn)行橋梁施工項(xiàng)目管理

橋梁建設(shè)項(xiàng)目管理過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，涉及很多結(jié)構(gòu)部件，過程非常復(fù)雜。BIM技術(shù)在橋梁施工中的引入可以通過建立各個(gè)施工階段的控制模型，即過程模型，達(dá)到精細(xì)施工管理的目的。該模型可以更直觀，更直觀地顯示在一段時(shí)間內(nèi)橋梁的哪些部分應(yīng)該完成。

五、BIM技術(shù)在橋梁運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用

(一)運(yùn)營(yíng)方案的優(yōu)化

在優(yōu)化運(yùn)營(yíng)計(jì)劃的同時(shí)，不僅要改進(jìn)計(jì)劃本身，還要提高管理者的專業(yè)素質(zhì)。結(jié)合BIM技術(shù)制定管理人員業(yè)務(wù)計(jì)劃提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在制定計(jì)劃之后，還可以通過已建立的協(xié)作工作平臺(tái)與設(shè)計(jì)和施工單位進(jìn)行溝通，以探索更適合橋梁本身的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃。

(二)橋梁的能耗監(jiān)測(cè)

目前，橋梁工程也倡導(dǎo)節(jié)能。一是利用節(jié)能設(shè)備，通過改進(jìn)設(shè)備，提高能效；二是增強(qiáng)能源的管理手段，在節(jié)能的基礎(chǔ)上開展相關(guān)的管理工作。這樣不僅可以大幅降低橋梁工程運(yùn)行中的能耗，還可以提高運(yùn)行管理過程中的能源利用率，到達(dá)橋梁能耗監(jiān)測(cè)和控制的目的。

(三)橋梁的結(jié)構(gòu)安全信息管理

橋梁工程作為城市交通樞紐，其運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)安全性非常重要，直接影響城市交通的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為橋梁作業(yè)的有效管理提供技術(shù)支持。

六、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)的引入使橋梁建設(shè)成為一門藝術(shù)。BIM技術(shù)在中國(guó)橋梁工程中的應(yīng)用逐漸進(jìn)入以應(yīng)用價(jià)值為重點(diǎn)的深度應(yīng)用階段，并提出了BIM技術(shù)和“BIM +”高級(jí)信息技術(shù)集成應(yīng)用程序的功能，如項(xiàng)目管理，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)。對(duì)于BIM技術(shù)在橋梁工程中的未來應(yīng)用，提出了以下兩點(diǎn)：

(1)雖然我國(guó)主要在橋梁施工過程中引入BIM這項(xiàng)技術(shù)，但理想的狀況是在橋梁的整個(gè)生命周期中使用BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)真正的信息模型。

(2)從獨(dú)立應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)的多邊協(xié)作應(yīng)用程序?；诰W(wǎng)絡(luò)的多方協(xié)作應(yīng)用可以更好地支持基于BIM模型現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集，并且可以實(shí)時(shí)獲取和傳輸信息。該模型可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和分析，為工程現(xiàn)場(chǎng)使用BIM技術(shù)提供必要的技術(shù)手段。