朱志东

广州市市政集团有限公司 广东 广州 510655

随着BIM技术的快速发展，其对装配式桥梁工程项目的优势也日益凸显。以往施工过程中，所用的图纸大多为二维形态，而借助BIM技术则能够向三维模型转变，从而清晰地呈现出工程的最终效果，充分体现出了该技术在三维交互方面的作用。例如，通过搭建智慧管理平台，研发推演及进度、质量、安全管控等应用，以实现对工程项目的实时管理，一旦出现问题亦能及时制定应对之策，进一步保障了装配式桥梁工程项目的顺利推进，提高了项目管理成效。

1 BIM技术在装配式桥梁施工中的应用策略

1.1 应用BIM技术建模

根据二维的设计图纸，依照国家和地方相关设计标准，利用BIM技术创建装配式桥梁三维模型，其具有多种特点，如可视化、模拟性、优化协调、可出图等等，同时该模型反映了设计师的设计思想和工作成果。反映出设计院交付的成果的质量和深度，对其成果质量和水平能够起到客观反映。借助模型能够检测出二维图纸在设计中存在的问题，并形成直观的报告，同时做出客观评价，方便设计师重新优化设计方案。

1.2 应用BIM技术对比设计方案

通常情况下，装配式桥梁工程所处环境比较恶劣，地质情况复杂，同时还涉及到当地人文风俗等，因此设计方案是否科学合理至关重要。传统二维设计方法和多人协同工作专业分工的模式，设计师表达三维结构时多借助二维图纸进行，但是因模型结构缺少，导致表达不清楚，甚至还还常常出现绘图的错误，这些限制导致了施工图纸设计深度不够。借助BIM技术可视化、优化协调、可出图等特点，则能够有效解决上述问题。此外，设计人员还可以根据模型分析结果，充分结合工程项目的外在环境和因素，设计更优的施工方案。

1.3 应用BIM技术辅助设计

二维的设计图纸不能精细地表达各个复杂节点的对接，但是BIM可以通过建立族对复杂节点进行表达，使得桥梁工程设计更加合理，同时也让施工管理变得高效，有利于施工人员更好地开展施工[1]。

1.4 应用BIM技术解决临时工程方案

装配式桥梁工程较为复杂，尤其是很多结构为临时性的，以往所使用的二维图纸无法对临时工程进行直观地体现，因此施工时仅仅只能作为参考，但是借助BIM模型则能够对周边环境进行深度分析，结合实际情况来生成临时工程的施工方案，有效避免工程在建设过程中不到位的问题，为后期工程施工奠基。

1.5 应用BIM技术于图纸会审

在BIM模型中聚合多专业，从而构建一个相对完整的模型，而施工方、业主等各方都可以借助该模型对工程设计图纸进行会审。这种多方会审模式主要是基于三维模型完成的，同时也能清楚了解不同工程构件的空间关系，通过软件的碰撞检查功能进行检查，从而及时对图纸中不合理的地方进行修订。总之，借助BIM模型的图纸会审功能，能够对设计方案所存在的问题进行精准察觉，也为各方针对设计方案的探讨提供思路。

1.6 应用BIM技术优化与深化综合管线

综合协调各专业之间的矛盾，统筹安排管线的空间位置及排布，制作管线综合平面图、剖面图、节点三维示意图等深化图纸，以避免空间冲突，尽可能减少碰撞，严格控制错误传递到施工阶段，提升装配式桥梁设计净空、减少施工返工、提高工作效率和质量、加快施工进度。

1.7 应用BIM模型漫游动画

在三维模型中还可以从第三人视角查看桥梁模型的内部情况。运用渲染处理功能，制作更真实的模型动画，不仅可以节约成本，同时也能更加直观的展示项目工程，提高宣传成效。通过漫游、动画等形式提供身临其境的视觉、空间感受。对于在设计过程中所隐藏的缺陷也能及时察觉，并通过事前管理的强化措施，尽可能将损失降至最低。

1.8 应用BIM技术检查预留洞

在装配式桥梁工程中，综合管线沿着水平方向由一个空间向另一个空间进行连通时，需要对位置进行预埋。倘若构件预埋位置不当，就会对之后桥梁施工中的桥梁外观以及桥梁结构受力造成严重的影响，所以精准定位显得尤为重要，而BIM可以很好的解决这个问题。管线预留预埋孔洞设计是利用BIM模型，在设计优化深化后的BIM模型基础上，把管线构件精确位置在二维施工图上标识出来，生成专门的管线预留预埋孔洞设计图纸，由施工单位在进行结构施工时，一次性把将来管线穿过的孔洞留下来，这些孔洞可在管线安装施工时直接使用。管线预留预埋孔洞避免了装配式桥梁结构施工中定位不精确，导致二次开口，避免结构受到破坏，提高了施工工作效率和质量。

1.9 应用BIM技术分析净高

采用BIM装配式桥梁模型对桥面净高控制要求区域进行净高分析，这样能够更加精准的得出净空高度，编制整体净高分析图和净高分析报告，从而提前发现设计中与要求不符的位置，并采取相应的措施进行优化，确保桥孔符合通航要求[2]。

1.10 应用BIM技术检查碰撞

在施工过程中，各种专业设备、管线以及桥梁结构之间极易发生碰撞，而借助BIM模型就能够对这些碰撞进行实时监督，并能够精准找出模型中的碰撞点，生成碰撞检查报告，为设计人员和管理人员提供信息参考。此外，通过碰撞检测，还能有效解决施工难点，并优化整合不同专业模型。在施工前，还能对图纸进行检查，确保结构、综合管线、钢筋以及预埋管线之间不会发生冲突，并及时调整所存在的问题，避免出现工程变更，从而加大施工成本。

1.11 应用BIM技术模拟车辆通行

将已完成道路、装配式桥梁BIM模型，导入模拟软件中，通过交互式操作，检验车辆通行过程中可能存在的障碍干扰，如：校核转弯半径、坡度和净高，体验道路标识、指引是否明显、出入口设置是否合理等。

1.12 应用BIM技术模拟交通疏解

通过对道路、桥梁交通疏解方案，进行交通疏解模拟，达到安全文明施工，将车辆通行、市民正常出行的影响降低到最低，保障施工有序进行。

1.13 BIM算量

基于BIM模型计算出清单和定额工程量，进行装配式桥梁的工程量计算分析，从而快速得到计算分析的结果，自动生成清单，避免造价咨询过程出现各种问题，譬如错算、漏算等，一方面减轻了相关人员的工作量，另一方面也在一定程度上控制了施工成本。借助BIM模型还能对工程信息进行完善；可以利用BIM算量软件，按业主确定的清单形式，计算装配式桥梁工程程量，生成工程量清单；模型所生成的工程量清单，还可以为评价造价企业审核提供可靠的依据，同时也是工程竣工决算的重要依据。此外，BIM模型还可以对工程变更量进行自动化分析，所生成的报告是工程变更决策非常关键的资料[3]。

图1 自动生成报告示意图

2 BIM技术在装配式桥梁施工中的应用实例

下面具体介绍一下BIM技术在广州芳村大道南快捷化工程项目中的应用，该桥为新建1座高架桥、3座人行天桥，主要建设内容为装配式桥梁工程，装配式施工部位包括桥墩、盖梁、钢-混组合箱梁等。BIM技术应用的主要策略为：实现信息协同与复核设计成果，保障图纸质量；实现项目隐藏信息三维可视化，加快理解和沟通速度；实现施工方案的可视化模拟，提高施工效率；管理预制构件，提高预制构件信息沟通效率，减少预制构件从制作到安装过程中不必要的损耗；实现信息共享和管理协同，促进项目管理模式转型升级。

2.1 参数化模型搭建与模型信息的提取

装配式桥梁工程项目一般异形构件较多，需要进行自建的情况也较多，相比常规土建项目更耗时。模型前期需提前根据图纸生成控制点路径，在带有高程的路径上利用dynamo程序进行模型搭建，大大提高了建模效率。建模过程中，不同部位构件的搭建，我们也尽可能地进行参数化构件绘制，形成可调节参数库，方便以后项目构件搭建取用。模型建成后，利用dynamo程序自动提取了桥梁支座的坐标，帮助施工人员对支座的位置进行准备定位与复核。改变了施工人员原有采用CAD加手算的计算方式，大大减小了施工人员的工作量[4]。

2.2 辅助图纸会审

在施工准备阶段，模型搭建完成后，可以利用navisworks软件进行碰撞检查，并直接通过软件生成碰撞报告，发现各专业之间的碰撞点。在图纸会审阶段，将问题反馈给设计院，对于重大设计错误进行修正。这样既提高了设计质量也在一定程度上节约了成本。

2.3 构件信息快速添加

在项目施工过程中，现场人员很难将工程信息实时添加到模型中来记录，而传统的记录工作又比较繁琐。利用BIM技术，现场人员通过扫码去记录每个预制构件的工程信息，实现了信息实时添加不缺漏，所有信息将上传到后台数据库统一保存，既保证了信息添加的及时性，又保证了上传数据的安全性。

2.4 构件、节点快速出图

通过精确建模，可实时提供桥梁任意角度、任意剖面和不同构件节点的二维图及三维图纸，便于现场准确理解设计意图，高效进行施工放样和技术交底。

2.5 场地布置

三维场布模拟提前验证临建场区布置方案，提高了场地布置的科学合理性和土地利用率，规范了生活区、办公区、预制梁厂的厂容厂貌，可以有效杜绝各类安全隐患，保证了工程顺利施工，为施工单位带来了良好的效益。

2.6 交通方案模拟

在平面分析和改善设计中有一个功能齐全的工具——VISSIM，在此软件下可以对复杂环境中的机动车运行情况进行分析和管理，同时还能仿真机动车、自行车、行人等各方的运行情况，并且对交通评价参数进行优化，包括延误均值、排队长度均值、车速均值等。确保平面交叉口的交通设计方案更加合理。

2.7 预制墩柱安装模拟

由于承台上方为预制墩柱，需预埋钢筋与墩柱套筒连接，为保证预埋钢筋的精准度，在预埋钢筋施工环节采用BIM技术，以预先加工的法兰盘对预埋钢筋进行定位并进行虚拟预拼装分析，通过模型或者输出报表等方式查看拼装误差，在墩柱安装前完成偏差调整，可以有效降低预拼装偏差，提高装配效率[5]。

2.8 构建三维地质模型

借助BIM技术还能够构建出三维地质模型，通过三维漫游对工程所在地区的地质情况进行分析，了解地表下岩土的分布及特性，并制定更具针对性的应对方案。此外，三维模型具有较强的直观性，能够从多个视角去观察和分析，确保所获得的地质数据更加真实可靠。此外，该模型还能够对地层进行逐层展示，直观掌握断面、空间剖切等数据指标。

3 结语

在现代社会中，BIM技术的运用和发展很好地推动了装配式桥梁工程的发展，有效提高了施工效率和管理水平。同时，在BIM技术的应用下，还能及时发现前期设计及施工过程中所存在的问题，并能够尽快解决，减少了安全隐患，节约了成本。通过BIM施工项目管理平台，进一步明确了责任分工，加强了施工档案管理，同时也能实时掌控施工进度。相信随着BIM技术的进一步发展，我们在市政装配式桥梁项目上应用会越来越广泛与深入。