道路橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

涂芳

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)的飛速前進(jìn)，交流的深入化，我國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施有了一個(gè)較大的改善。在交通的基礎(chǔ)設(shè)施之上，還存在著一些較大的問(wèn)題。公路橋梁檢測(cè)技術(shù)也是其中之一。就目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)的公路橋梁監(jiān)測(cè)技術(shù)水平不是很高，存在著一些技術(shù)問(wèn)題，監(jiān)督力度問(wèn)題等，這便導(dǎo)致了公路橋梁存在著極大的安全隱患。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;檢測(cè);數(shù)據(jù);BIM

中圖分類號(hào)：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著BIM技術(shù)的不斷推廣，越來(lái)越多包括道路、橋梁及管網(wǎng)的市政基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)了信息模型創(chuàng)建，2016年上海發(fā)布了道路橋梁相關(guān)的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，至此一個(gè)市政基礎(chǔ)設(shè)施的信息化革命拉開了序幕。利用BIM模型信息處理和分析方面的優(yōu)勢(shì)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到模型中，對(duì)于道路橋梁的各階段管理都有著很大的應(yīng)用空間。本文通過(guò)對(duì)市政道路橋梁設(shè)施檢測(cè)數(shù)據(jù)的歸納分析，結(jié)合BIM技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)用方法和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行研究和探索。

1 道路橋梁檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1.1 無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)

無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)是用無(wú)線電對(duì)正在建造的建筑物及其設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，這項(xiàng)工作已經(jīng)成為無(wú)線電管理中的一個(gè)很重要的方向。在道路橋梁檢測(cè)中會(huì)經(jīng)常用到無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)，它可以快速而又準(zhǔn)確地檢測(cè)出道路橋梁是哪些地方出現(xiàn)問(wèn)題的，然后專業(yè)人員就可以根據(jù)具體的情況來(lái)采取有效而準(zhǔn)確的措施，以保證道路橋梁不會(huì)出現(xiàn)故障，這樣一來(lái)，車輛可以順利來(lái)往，方便了人們的出行，也對(duì)人們的安全作出了保障。

1.2 沖擊波檢測(cè)技術(shù)

道路橋梁建設(shè)是一個(gè)全面性的過(guò)程，要考慮的因素比較多，檢測(cè)頻率比較頻繁，主要目的是為了避免道路橋梁正是運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。在建筑物的內(nèi)部檢測(cè)中，檢測(cè)人員要從多個(gè)角度進(jìn)行檢測(cè)，保證檢測(cè)的全面性，做好各個(gè)檢測(cè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作，在不影響整體結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)。目前我們知道的檢測(cè)方法比較多樣化，但沖擊波檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用性最高，這種技術(shù)是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部波動(dòng)情況判斷的，當(dāng)建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，沖擊波經(jīng)過(guò)就會(huì)產(chǎn)生較大幅度的信號(hào)波動(dòng)，裝置接收到反饋的信號(hào)，會(huì)進(jìn)行分析，然后找出建筑內(nèi)部缺陷位置，工作人員就可以制定相應(yīng)的解決方案。沖擊波檢測(cè)技術(shù)可以忽略建筑深度因素，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.3 紅外線熱成像技術(shù)的使用

道路橋梁施工的過(guò)程中，不同地區(qū)的地貌形式，施工條件都對(duì)施工有一定的影響。專業(yè)人員在確定了圖紙之后，還需要進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)不同的情況再次修改圖紙。然而，想要更好地了解地貌地勢(shì)便離不開紅外線熱成像技術(shù)。前一點(diǎn)提到的地支雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以看到地表下的形態(tài)，而且這里的紅外線熱成像技術(shù)可以更好地分析出各種材料。紅外線熱成像技術(shù)是指通過(guò)紅外線的照射可以獲得物體的材料信息。紅外線熱技術(shù)在遇到物體后，通過(guò)各種分析可以得知物體的表面溫度和其他情況，經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)的比對(duì)，可以顯示出該材料是何種材料。在道路橋梁施工的建設(shè)中，運(yùn)用了紅外線熱成像技術(shù)后，專業(yè)人員可以更好更快地得知內(nèi)部情況。

2 檢測(cè)數(shù)據(jù)與BIM技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)載體

BIM信息模型主要包含幾何數(shù)據(jù)和非幾何數(shù)據(jù)2類，幾何數(shù)據(jù)是模型內(nèi)部幾何形態(tài)和外部空間位置數(shù)據(jù)的集合，可以簡(jiǎn)單的理解為形狀和位置的數(shù)據(jù);非幾何數(shù)據(jù)是除了幾何數(shù)據(jù)以外的所有數(shù)據(jù)。按相關(guān)規(guī)范來(lái)講，對(duì)于道路橋梁的非幾何數(shù)據(jù)主要包含：材質(zhì)信息、地質(zhì)信息、物理參數(shù)、現(xiàn)狀信息、周邊信息、綠化信息、工藝信息和指標(biāo)信息等。檢測(cè)數(shù)據(jù)便是一種典型的非幾何數(shù)據(jù)，可以作為BIM信息模型數(shù)據(jù)內(nèi)容的一個(gè)重要組成，數(shù)據(jù)的形式可按不同階段對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的來(lái)導(dǎo)入使用，如：LOD100～500。檢測(cè)數(shù)據(jù)的載體以Revit軟件為例，Revit軟件中最基本的構(gòu)件模型是“族”，可通過(guò)對(duì)族屬性參數(shù)的設(shè)置，將各檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為構(gòu)件的基本參數(shù)，并可以根據(jù)使用目的來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)組成方式。對(duì)于已建模型，數(shù)據(jù)導(dǎo)入可利用EXCEL宏匹配導(dǎo)入到各個(gè)分段或結(jié)構(gòu)（或Dynamo軟件）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量添加，并形成能與模型聯(lián)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)資料，方便隨時(shí)更改或補(bǔ)充。

2.2 數(shù)據(jù)選擇

道路橋梁在生命周期內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，哪些檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)該導(dǎo)入到模型內(nèi)是數(shù)據(jù)應(yīng)用的最基本問(wèn)題。規(guī)劃階段，在新建項(xiàng)目中，以勘探數(shù)據(jù)為主，主要反映了設(shè)施的建設(shè)基礎(chǔ)條件，可不作為模型數(shù)據(jù)。但在改建項(xiàng)目中，檢測(cè)數(shù)據(jù)是反映標(biāo)的物的技術(shù)狀況的最直接依據(jù)，相關(guān)檢測(cè)參數(shù)主要都是功能性參數(shù)，對(duì)改造效果和后續(xù)運(yùn)維有著重要的參考價(jià)值，應(yīng)納入模型數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段，將設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)的初始要求進(jìn)行導(dǎo)入，雖然在上海出臺(tái)的地方規(guī)范《市政道路橋梁信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》中也有相關(guān)要求，但相關(guān)內(nèi)容太少，并不能滿足未來(lái)的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，至少應(yīng)與道路橋梁的養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范中的指標(biāo)相匹配，足以滿足對(duì)既有設(shè)施的技術(shù)評(píng)價(jià)需求。實(shí)施階段，檢測(cè)數(shù)據(jù)主要反映了項(xiàng)目的質(zhì)量情況，產(chǎn)生大量材料、半成品及成品的檢測(cè)數(shù)據(jù)，該階段應(yīng)盡量將成品的所有質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)作為模型數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入，一方面可以用于后續(xù)的工程驗(yàn)收評(píng)價(jià)，另一方面這些數(shù)據(jù)是反映設(shè)施運(yùn)行前的基本技術(shù)狀態(tài)，是評(píng)價(jià)后續(xù)運(yùn)行情況的重要依據(jù)。運(yùn)維階段，過(guò)程中的定期檢測(cè)數(shù)據(jù)能及時(shí)反映設(shè)施的使用狀態(tài)，應(yīng)按期導(dǎo)入模型并及時(shí)分析，以用于后續(xù)運(yùn)維決策。另外由于交通事故或自然災(zāi)害等突發(fā)事件，所采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)也應(yīng)作為運(yùn)維階段的數(shù)據(jù)統(tǒng)一入錄。

3 改善試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)用措施建議

3.1 完善試驗(yàn)檢測(cè)管理制度

完善試驗(yàn)檢測(cè)在市政道路工程中的應(yīng)用制度，可確保檢測(cè)人員采用規(guī)范化的操作流程進(jìn)行作業(yè)，降低質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)概率。（1）明確市政工程中試驗(yàn)檢測(cè)的工作流程、工作細(xì)則，掌握規(guī)范試驗(yàn)檢測(cè)操作步驟、操作內(nèi)容、操作要求。（2）建立完善的工程質(zhì)量控制體系和試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，保證相關(guān)資質(zhì)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、操作技術(shù)等文件齊全。（3）健全試驗(yàn)檢測(cè)工作制度，如技術(shù)文件保密制度、檢測(cè)人員制度、責(zé)任落實(shí)制度等，確保檢測(cè)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開展每一道檢測(cè)程序，整理每項(xiàng)檢測(cè)工作的數(shù)據(jù)結(jié)果，確保檢測(cè)工作規(guī)范實(shí)施。

3.2 做好道路原材料試驗(yàn)檢測(cè)

在進(jìn)行原材料試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，仍以水泥為例，具體檢測(cè)過(guò)程中注重做好以下幾點(diǎn)：一是注意控制好水泥的比重與容量。一般而言，水泥比重控制在3：1左右;水泥容量通常為1 300 kg/m3。二是注意加強(qiáng)對(duì)水泥粗細(xì)度的檢測(cè)。通常而言，水泥顆粒越細(xì)，后續(xù)硬化速度越快，早期的水泥強(qiáng)度也就越高。三是注意水泥凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè)。具體包括初凝時(shí)間與終凝時(shí)間，其中前者是指水泥從開始加水?dāng)嚢璧阶陨硎ニ苄缘臅r(shí)間，后者是指水泥開始進(jìn)行加水?dāng)嚢璧酵耆ニ苄圆㈤_始具備強(qiáng)度的時(shí)間。不同類型的水泥初凝與終凝時(shí)間也有一定的差異，比如普通硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間在45 min左右，終凝時(shí)間在12 h左右。四是注意做好水泥強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)，要求檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符。五是注意做好水泥體積安定性試驗(yàn)檢測(cè)。水泥體積安定性具體是指水泥在硬化時(shí)，體積產(chǎn)生變化的均勻度。如果水泥中含有較多的雜質(zhì)，在實(shí)際進(jìn)行硬化時(shí)，體積本身會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻形變，因此水泥體積安定性也是一項(xiàng)非常重要指標(biāo)。六是注意做好水泥水化熱試驗(yàn)與檢測(cè)。水泥在硬化過(guò)程中，自身會(huì)不斷放熱，做好該項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)對(duì)于后續(xù)裂縫控制有著重要的作用。

3.3 掌握道路與橋梁的施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效解決施工中出現(xiàn)的各種問(wèn)題

俗話說(shuō)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，對(duì)于道路橋梁施工同樣如此。由于道路橋梁施工中涉及諸多環(huán)節(jié)，一旦其中一個(gè)環(huán)節(jié)未達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重影響整體工程的效果，甚至造成一定的安全隱患。舉例來(lái)說(shuō)，在對(duì)道路橋梁開展技術(shù)檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)道路橋梁出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，所以應(yīng)該對(duì)道路橋梁開裂這一問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)防。施工部門應(yīng)盡力解決一些較為明顯的安全隱患，確保道路橋梁的安全性能，然后再對(duì)可能出現(xiàn)的開裂情況采取措施，保證道路與橋梁的整體安全。

4 實(shí)際情況中的注意事項(xiàng)

（1）在橋梁的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，我們可以根據(jù)橋梁使用的時(shí)間，橋梁本身的材料以及橋梁上的交通情況承受能力等確定適合檢查橋梁的周期。一般的橋梁每三年檢查一次即可，特殊的橋梁需要保證一年檢查一次的頻率。而對(duì)于那些剛投入使用的新橋梁，也需要一年檢查一次檢查兩年即可，需要進(jìn)行全方面的大檢查。在檢查過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)有第三等級(jí)，第四等級(jí)和第五等級(jí)的橋梁，就需要對(duì)它進(jìn)行定期檢查，并且修繕。對(duì)于特殊的橋梁來(lái)說(shuō)，也需要采用特殊的方式方法來(lái)進(jìn)行定期檢查，不同的橋梁在使用過(guò)程中側(cè)重點(diǎn)不同，所以要根據(jù)橋梁本身的使用情況，對(duì)磨損程度可能比較大的重要構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)檢查，不同的部件也可以制定不同的檢查周期。（2）不同的橋梁，因地理環(huán)境的不同，使用方法的不同等都會(huì)存在不同程度的磨損。每個(gè)橋梁在使用很久后，重要構(gòu)件都會(huì)有不同程度的磨損。因此，工作人員需要根據(jù)橋梁的功能，工作情況等對(duì)不同的重要部位指定不同的檢查周期的方式。（3）還可以根據(jù)橋梁的作用和各個(gè)部件，將橋梁的部件分為重要部件和一般部件。重要的部件檢測(cè)頻率要高一些。重要部件指的是在橋梁使用過(guò)程中使用次數(shù)比較多，影響橋梁質(zhì)量的部件。當(dāng)然一般部件也需要定時(shí)檢查，檢查周期可以稍微短一些。（4）上文所說(shuō)的定期檢查都屬于目測(cè)的外觀檢查。這樣檢查雖然可以更加全面地看到橋梁的各個(gè)部位，各個(gè)零件的磨損情況，但是我們也應(yīng)該注意一些比較特別的關(guān)鍵部位，例如橋梁上比較薄弱的部位，以及影響橋梁承重的部位，還有一些可能被酸堿腐蝕到的部位。這些部位也是檢查中的重中之重。

5 結(jié)語(yǔ)

道路橋梁運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系著行駛車輛的安全，有著非常重要的作用，在施工過(guò)程中，需要對(duì)道路橋梁進(jìn)行全面的檢測(cè)，做好每個(gè)檢測(cè)環(huán)節(jié)的對(duì)接工作，根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)選擇合適的檢測(cè)技術(shù)，使用質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料，制定科學(xué)合理的施工方案，最大程度上保證道路橋梁的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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