基于BIM技术的桥梁工程项目管理探析.pdf

总653期2023年第23期（8月 中）收稿日期：2023-05-17作者简介：史首智（1979），男，河北唐山人，工程师，研究方向为道路桥梁施工。基于BIM技术的桥梁工程项目管理探析史首智（唐山市曹妃甸区交通运输局，河北 唐山 063299）摘要：BIM技术有利于提高桥梁工程的管理水平、优化施工过程、降低风险和成本。为此，首先分析了BIM技术在施工项目管理中的应用优势；然后结合工程实例，探讨了BIM技术在桥梁工程中的应用要点，包括构建桥梁模型、定制BIM应用方案、模拟现场作业环境；最后从质量管理、进度管理、成本管理及安全管理等方面探讨了BIM技术在桥梁工程项目管理中的优势。研究表明，BIM技术可以大幅提高项目管理效率，降低项目成本，提高项目质量。关键词：桥梁工程；BIM技术；项目管理；桥梁模型；BIM应用中图分类号：U445.1文献标识码：B0 引言随着科技的发展和社会的进步，信息技术在各个领域中的应用越来越广泛。特别是在工程领域，信息技术对项目管理和建设过程的支持作用日益显著，尤其是 BIM 技术（Building Information Modeling）以其强大的建模、协同和可视化功能，成了工程项目管理中重要的辅助工具1。但是BIM技术在某些领域应用还存在局限性，特别是在桥梁工程中的应用方面还比较有限，缺乏相关研究和案例分析。因此，本文旨在探究BIM技术在桥梁工程项目管理中的应用，以期为桥梁工程的管理者提供一种更加高效、精准和可视化的项目管理解决方案。1 BIM技术简介1.1 BIM技术涵义BIM技术又称建筑信息建模技术，由建筑学、工程学、土木工程以及计算机技术、信息技术等多学科知识糅合而成，利用计算机信息技术等实现了对虚拟情境的建设，在网络环境中，建立起贴近真实的建筑模型，避免了人工设计时出现的技术失误，有效降低了建筑施工设计的错误率，提高了设计质量与效率2。BIM技术贯穿于项目开始至结束的整个生命周期，信息数据库将工程所需要的各项数据指标存储后，在实际应用中结合项目实际情况调用并进行真实情况模拟。利用信息集成和协同工作等技术手段可实现一个完整项目从设计到施工的全过程管理，达到建筑工程在全生命周期不同阶段动态信息创建、管理和共享的目的。此外，在数据库的基础上，信息传递的形式也在工程应用中有着开创性的革新。作为一种新型的管理理念，利用BIM技术建立的三维模型可进行各专业之间、各参建方之间信息的有效传递表达，实现多方管控协调3。通过 BIM 平台实现项目数据信息的高度整合，以模型为基础，软件为工具，各方协作为重点，展现工程建设的全生命周期管理过程。1.2 BIM技术在桥梁工程项目管理中的应用特点通过BIM技术建立桥梁施工模型，以该工程模型为主要载体进行相关信息的处理，从而做到对桥梁施工设计方案和设计图纸的管理，可以将施工方案进行可视化管理，为相关方提供完整的竣工模型。因此通过BIM技术，桥梁施工各参与方可以随时随地共享项目相关数据，参与项目施工工作，为各参与方特别是施工方带来更多的价值。2 BIM技术在施工项目管理中的应用优势通过与传统项目管理进行对比，可以得出BIM技术在工程项目管理中具有管理的规范性、计量的准确性、工期可视化性3个方面的优势。2.1 管理的规范性施工过程项目管理与建设项目全生命周期管理不同，施工过程项目管理的主体为施工企业，主要目标是在满足工程质量、安全及工期要求的前提下，实现利润的最大化。BIM技术的运用，能够实现施工过程中各项管理的规范化。例如：在施工技术方面，可利用BIM技术将标准的施工工艺通过规范的施工技术交底视频展示，更加简洁、清晰、令人印象深刻，达到交底的目的；同时通过大量的可视化工程数据，结合项目实际场地情况制定出适合的平面布置方案或施工方案，180交通世界TRANSPOWORLD更好地规范项目现场施工，形成规范化管理项目的良好效果。2.2 计量的准确性桥梁工程施工过程较为复杂，施工中项目管理人员对工程基础数据的准确性难以把控，针对这一问题，可以利用BIM模型数据作为工程计量的基础数据，也可以将其转化为各种类型的计量信息，例如：桥梁工程中，异形钢结构或变截面现浇梁等工程量统计困难，利用人工计算往往存在较大误差，因此可利用BIM技术按图纸要求进行 11精细建模，设定相关材质要求，利用BIM软件直接反馈各构件工程量，实现项目数字化和自动化管理，提高计量的准确性和可靠性。2.3 工期可视化性在桥梁工程中，可通过BIM技术进行可视化施工管理，例如：对桥梁每一个构件的施工工序、施工时长、完成状态进行模拟，在三维模型下直观地展现施工过程，根据实际进度状态，通过与计划工期的对比，分析施工进度的影响因素，从而达到缩短工期的目的。另外根据施工进度模拟，实时进行施工问题处理，有利于对项目整体的管理控制。3 BIM技术在桥梁工程中的应用要点某桥梁工程，主桥长90 m，桥梁宽度为6775 m，主桥分两幅设置，单幅桥宽 20 m，按单箱四室布置，两幅桥结构之间设置2 cm变形缝。为单跨下承式系杆拱，跨径90 m，钢主梁悬挑于拱肋平面外侧，拱肋斜靠，双层索面。本文以该桥梁工程为例，分析BIM 技术在桥梁工程中的应用要点。在正式施工之前，技术人员要结合施工现场的实际情况，进行科学的项目规划，以提升桥梁工程的施工效率与工程质量。BIM技术在桥梁工程中应用要点如下。3.1 构建桥梁模型BIM模型为BIM技术应用的基础，应先根据施工要求绘制BIM模型，便于了解和熟悉桥梁结构特征。模型的构建主要包括以下步骤：首先技术人员需要借助CAD绘图软件绘制桥梁工程的施工图。其次根据桥梁的施工图构建BIM三维模型，采用BIM的“碰撞检查”功能检验图纸的合理性。最后完成桥梁模型的建立，对于桥梁结构部分的建模，必须精细化处理4。3.2 定制BIM应用方案在桥梁施工过程中，要科学制定应用方案，逐步完成BIM技术操作任务。例如为了确保在工程造价范围内该项目施工质量符合规范及设计要求，通过分析，重点在模板受力方面进行BIM技术应用，利用BIM技术的分析结果对模板施工方案进行调整，提高模板强度，促使整个桥梁工程在模板辅助下始终保持稳定良性状态，确保施工过程中的质量与安全。另外，在实际施工中，整个桥梁工程中的桥面宽度长达67 m，需要在施工阶段依靠BIM技术分析桥面的抗压强度，由此来确定桥面的稳固度。3.3 模拟现场作业环境在桥梁工程施工中应用BIM技术，还可对施工现场的具体环境进行模拟。例如：由于市政工程基本以规划设计路面边线及桥梁外轮廓线作为施工征地用线，大大限制了场地作业环境，通过利用BIM技术对整体现场施工环境的模拟，对桥梁两侧钢结构的吊装方式提出先拱后梁，主梁边跨合龙的解决方案，有效解决了征地不足导致现场施工困难的局面，同时结合BIM技术提出了一种新型的施工工法。又如在钢结构拱肋吊装阶段，为快速实现实际拱肋线形与设计线形的校核，利用BIM的3D扫描技术，准确扫描现场施工环境及实际拱肋坐标点，再与设计坐标比较，达到迅速调整拱肋方位、确保拱肋线形的目的，如图1所示。4 BIM技术在桥梁工程项目管理中的优势4.1 质量管理方面在项目实际施工质量管理的过程中，往往由于种种原因导致难以实现原有的施工质量管理目标。工程管理方面对工程质量造成影响的因素主要有人员、机械、材料、方法、环境五大方面5。在项目的初期准备阶段，结合桥梁工程施工图纸，采用Revit软件建立桥梁三维模型，能够更加直观地将施工图纸展现出来，方便对桥梁结构中各种构件搭接位置的准确性进行检查。另外通过运行“碰撞检查”，能够及时发现整座桥梁标高、尺寸是否满足标准。模型的可视化也方便各个工程专业之间信息的协调，提高图纸会审的效率，解决图纸在设计阶段存在的问题，提高桥梁设计及施工质量6。4.2 进度管理方面BIM技术可以实现桥梁的数字化建模。通过3D建模软件生成桥梁模型，将桥梁的设计参数、结构体系、材料、施工过程等信息全部融入模型中，形成一个数字化的桥梁模型。桥梁模型能够为后续的桥梁进度管理提供重要的数据支持。在此模型的基础上，可以利图1 基于BIM的现场3D扫描技术（a）（b）181总653期2023年第23期（8月 中）用相应软件制定桥梁进度计划，实现自动化生成，并直观展示桥梁施工的全过程。从而更好地协助编制施工进度计划，最大程度地提高施工效率。通过数字化桥梁模型，可以实现对桥梁施工进度的跟踪。因此利用BIM技术，可以直观地展示现场施工情况，通过与设定的进度计划进行比对，及时发现偏差，并对后续的进度计划进行相应的调整。同时，还能够实现现场数据的采集和处理，为最终的成本计算提供数据支持。4.3 成本控制方面成本管理是工程管理中不可或缺的一部分，成本管理需要结合相关行业的特定条件，在保证完成工程任务目标的前提下，采取最恰当的措施，将成本控制在合理的范围内，达到最大限度节约成本目的。将信息集成在BIM模型中，可以对项目施工过程中的成本和支出进行预测。在实际施工前，施工管理人员通过系统化的预测报告，实现精细化管理，同时能及时有效地指导现场施工，提高现场各方沟通和协调的效率，减少项目管理过程中的成本浪费。4.4 安全管理方面安全管理是工程项目管理的重中之重，施工过程中对于安全隐患的忽视会造成不可挽回的严重后果。借助于BIM技术，可以对桥梁模型进行三维可视化，从而更加全面地评估建筑物结构的强度、稳定性等。同时，还可以利用BIM技术进行危险源识别，在模型中标记出来，为后续的安全评估提供数据支持。这些数据能够帮助施工人员更全面地了解桥梁的安全风险，采取相应的措施进行处理。此外，在BIM技术的辅助下，施工管理人员能够更便捷合理地安排施工工序，制定相应的安全工作策略和安全施工细则，降低安全风险，排除安全隐患，将安全控制工作落到实处，为后续施工的安全管理工作打下坚实的基础。5 结束语本文结合实际工程案例分析BIM技术的优势以及在桥梁工程中的应用要点。经过研究发现，BIM技术有利于提高桥梁工程的管理水平、优化施工过程、降低风险和成本，具有广泛的应用前景。然而，随着项目规模和复杂度的不断提高，BIM技术在实际应用中也遇到了一些挑战，例如数据质量和完整性、技术标准的统一等问题。因此，在BIM技术应用中还需要进一步探讨相关的技术标准、规范和管理措施，确保其在实际应用中可以最大程度地发挥的作用。参考文献：1 王武勤.桥梁工程领域的技术发展状况及焦点问题J.施工技术，2021，50（13）：20-26.2 樊长刚，宋俊江.BIM技术在桥梁工程中的运用J.建筑科学，2021，37（1）：1.3 赵占军.BIM技术在施工阶段的成本控制管理J.建筑技术，2016（6）：567-570.4 王婷，池文婷.BIM技术在4D施工进度模拟的应用探讨J.图学学报，2015，36（2）：306-311.5 吴巨峰，祁江波，方黎君，等.基于BIM的桥梁全生命期管理技术及应用研究J.世界桥梁，2020（4）：75-80.6 唐封凯.道路桥梁施工管理中的问题控制及解决方法探析J.科技创新与应用，2017（3）：223.（上接第179页）5 结束语工程应用结果表明，该跨河公路大桥副孔桥移动模架施工采用墩旁托架和钢管支架共同搭建起空中拼装平台，使吊装设备起重能力大大减轻；左幅和右幅箱梁现浇施工使用2套模架展开，待右幅首套模架拼装完成，通过不对称拼装技术拼装左幅第2套模架。这种施工方案的优化使第2套模架拼装时间整整提前了1个月，现浇箱梁施工工期得到节省；安装水中墩旁托架的过程中，通过专用吊具的使用，有效解决了墩旁托架受水位影响使吊车无法达到安装要求的问题，施工成本得到控制，施工质量也得以保证。参考文献：1 刘奖.超跨径小曲线富水区段移动模架行走过跨施工技术研究J.工程建设与设计，2022（17）：217-219.2 曹峰，邓洁，伏修.桥梁工程中移动模架现浇梁施工技术的应用分析J.工程技术研究，2022，7（13）：112-114.3 尹振君，肖劼.赤壁长江公路大桥南岸滩桥移动模架双幅交汇过孔施工技术J.桥梁建设，2022，52（3）：140-145.4 赵志江，陈超.移动模架单节吊装顶推拼装技术研究J.建筑机械，2019（5）：92-95.182