BIM技术在桥梁领域的发展现状及未来展望.pdf

70STONE2023No.10STONEBIM技术石材BIM技术在桥梁领域的发展现状及未来展望陈庭威（温州设计集团有限公司，浙江温州325000)摘要：该文以BIM技术在桥梁设计、桥梁建设、桥梁维护和管理三个方面的发展现状为基础，探讨了当前BIM技术所面临的挑战和应用案例，同时展望了BIM技术未来的发展方向，旨在为该领域的相关研究和实践提供有益参考。关键词：BIM技术；桥梁；发展现状；未来展望1引言BIM技术（Building Information Modeling）是一种建筑信息模型技术，它利用计算机技术对建筑物的各个方面进行数字化建模，可以在建筑设计、施工、运营和维护等各个环节中提供全面的信息支持。随着BIM技术的不断发展和普及，它已成为建筑行业中不可或缺的技术手段之一，广泛应用于建筑设计、施工和管理等领域在桥梁领域中，BIM技术也逐渐被引人，并取得了显著的成果。利用BIM技术可以对桥梁的各个方面进行数字化建模，包括桥梁的结构、材料、工艺、施工过程等，可以提高桥梁设计和施工的效率，减少施工过程中的误差和安全风险，同时也可以为桥梁的运营和维护提供全面的信息支持。该文将对桥梁BIM技术的现状和未来展望进行探讨，以期为该领域的相关研究和实践提供有益参考。2发展现状2.1BIM技术在桥梁设计中的应用桥梁的设计是桥梁建设的关键环节。BIM技术可以为桥梁的设计提供数字化的平台，以更好地展示和模拟桥梁的设计效果，并且同步导出工程数量表、计算模型和三维设计图纸。具体来说，设计师利用BIM技术进行三维建模，设计效果所见即所得，建模的三维模型可以包含钢筋、钢束、材料等信息，建模完成后，直接导出数值模型进行计算、生成三维图纸、导出工程量。这样的设计流程较大的减少了设计师设计本身外的工作量，使桥梁设计师专心设计。相比建筑的BIM，桥梁BIM更加注重构件的细节，并且纵坡、横坡较为复杂，这些在当前的应用中均已可以实现，见图1、表1。图1 桥梁BIM模型2.2BIM技术在桥梁建设中的应用桥梁的建设是桥梁生命周期的重要环节，其中包括桥梁的施工、安装和检测等。BIM技术可以在桥梁建设的各个环节中提供数字化的支持，以提高生产效率和质量。例如，在桥梁施工过程中，BIM技术可以提供三维的钢筋漫游从而指导施工，还可以提供三维可视化的施工管理，以更好地控制施工进度和质量。作者简介：陈庭威（1 9 9 2 一），男，浙江省温州市人，工程硕士。研究方向为桥梁工程71石材2023年1 0 期SHICAIBIM技术材2.3BIM技术在桥梁维护和管理中的应用桥梁的维护和管理是桥梁生命周期的另一个重要环节。BIM技术可以为桥梁的维护和管理提供数字化的支持，见图2，以提高桥梁的安全性和可靠性。例如，BIM技术可以在桥梁维护和管理过程中提供详细的桥梁信息和数据，包括桥梁的结构、材料和设备等，以便更好地了解桥梁的状态和性能。此外，BIM技术还可以模拟桥梁的使用情况，以便更好地预测桥梁的维护需求和问题。表1 BIM模型同步导出工程量表材料部位混凝土等级数量单位备注混凝土承台C302240混凝土搭板C3081.9混凝土立柱C40788混凝土桥台台身C30173混凝土系梁C4068.13m混凝土桩基C309510混凝土钢筋砼现浇箱梁C507330钢横隔板Q35515.83m横肋Q3555.19支座断面Q3553.39钢纵向Q35598.6混凝土标志标线标志标线10.5混凝土防撞护栏C30317混凝土给水管钢7.8混凝土铺装沥青907时间202208:01202246.31生康图2 施工过程提供施工进度管理2.4BIM技术在桥梁维护和管理中的应用案例美国金门大桥是2 0 世纪3 0 年代建成的著名跨海大桥，也是BIM技术在桥梁领域的成功应用案例之一。金门大桥的维护和管理面临着许多挑战，例如老化、海洋环境腐蚀、交通拥堵等。为了有效解决这些问题，金门大桥管理局采用了BIM技术进行大桥的数字化管理和维护通过BIM技术，管理局在数字模型中模拟出金门大桥的结构和材料性能，并进行各种模拟分析，例如地震模拟、风力模拟，以评估大桥在极端灾害下的安全性能，以便灾害来临时及时的采取措施。此外，管理局还在设备维护和检查中充分利用数字模型，以便及时了解设备的运行状况并对需要维护或更换的设备及时的进行维护或更换。通过金门大桥的BIM应用实践，证明了BIM技术在桥梁领域的应用不仅可以提高施工效率和质量，还可以为桥梁的运营和维护提供更好的技术支持，保证了桥梁在运营期间的安全性和可靠性。3面临挑战虽然BIM技术在桥梁领域有很大的应用前景，但是在实际应用过程中也面临着一些挑战：数据质量问题BIM技术需要大量的数据支持，而数据的质量直接影响到BIM技术的应用效果。在桥梁领域，数据的来源可能来自不同的部门和单位，因此数据质量的一致性和准确性需要得到保证。技术标准不一目前，国内外在BIM技术的应用标准和规范方面还存在着一些差异，这可能导致在桥梁建设的过程中出现一些问题，需要进一步加强标准的统一和规范的制定。人员素质问题BIM技术的应用需要专业的人员进行操作和管理。在桥梁领域，需要的人员不仅要具备计算机技术方面的知识，还需要了解桥梁工程的相关知识，这也是一个比较大的挑战。4展望未来随着数字化时代的发展和技术的进步，BIM技术在桥梁领域的应用将会越来越广泛和深人。未来，72STONE2023No.10STONEBIM技术石材BIM技术将会为桥梁的设计、建设、维护和管理提供更加全面和精细化的支持。具体来说，未来BIM技术在桥梁领域的应用将包括以下几个方面：智能化未来BIM技术将会更加智能化，可以借助人工智能、深度学习和机器学习等技术来进行自动化和智能化分析和处理。例如，BIM技术可以自动化生成桥梁的结构和材料信息，并预测桥梁的性能和维护需求。此外，BIM技术还可以通过机器学习来识别桥梁的缺陷和病害，从而更好地提高桥梁的安全性和可靠性。云端化未来BIM技术将会更加云端化，可以将大量的数据和模型存储在云端服务器中，实现信息的共享和协作。例如，BIM技术可以通过云平台共享桥梁的信息和数据，以便更好地协同各个专业之间的信息。此外，BIM技术还可以将设计方案、施工计划、材料清单等信息存储在云端，方便设计师、施工人员、业主等各方实时查看和修改，提高协作效率和精度。虚拟现实例如，BIM技术可以通过VR/AR技术帮助设计师和业主更好地了解和体验桥梁的设计方案，帮助施工人员更好地了解和掌握桥梁的施工过程和流程，提高协作效率和质量。此外，BIM技术还可以借助虚拟现实技术来模拟桥梁的使用情况，以便更好地预测桥梁的维护需求和问题3 D 打印未来BIM技术将会更加3 D打印化，可以借助3 D打印技术来实现快速、精确和个性化的建造和生产。例如，BIM技术可以通过3 D打印技术实现桥梁结构部件的定制化和快速制造，提高生产效率和降低成本，在运维阶段，BIM技术可以通过3 D打印技术来打印桥梁的构件和零部件，从而更加灵活和精准地实现桥梁部件的更换和维护大数据未来BIM技术将会更加大数据化，可以通过大数据分析和挖掘来提取有用的信息和知识。例如，BIM技术可以通过大数据分析来预测桥梁的使用寿命和管理需求，从而更好地保障桥梁的安全性和可靠性。此外，BIM技术还可以通过大数据技术分析桥梁的使用情况和维护数据，以便更好地预测桥梁的维护需求和问题。AI技术未来BIM技术将会更加借助人工智能技术。例如，BIM技术可以通过人工智能技术识别桥梁结构和材料的缺陷和病害，以提高桥梁的安全性和可靠性。可持续发展化BIM技术可以结合生命周期评价、碳排放计算等技术，实现桥梁的可持续发展。例如，借助生命周期评价技术，可以在桥梁设计阶段对其整个生命周期进行评估和优化，实现桥梁的节能、环保和可持续发展；借助碳排放计算技术，可以对桥梁建造和运营过程中的碳排放进行精确计算和监测，为桥梁的低碳化发展提供科学依据和技术支持。以上几个方面都是未来BIM技术在桥梁领域的发展方向，它们将会进一步推动桥梁行业的数字化转型和升级。另外，BIM技术在桥梁领域的应用还可以促进桥梁行业的标准化和规范化。例如，BIM技术可以为桥梁的设计、建设、维护和管理提供统一的标准和规范，以便更好地保障桥梁的质量和安全性。同时，BIM技术还可以促进各个专业之间的协同和沟通，提高项目的整体效益和合作效率。5结语总之，BIM技术在桥梁领域的应用将会为桥梁的设计、建设、维护和管理带来全面的数字化支持和革命性的变化。未来，BIM技术将会更加智能化、云端化、虚拟现实化、3 D打印化、大数据化、人工智能化和可持续发展化，为桥梁行业的可持续发展和提升水平提供强有力的支持。参考文献1杨晓剑.BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用D.智能建筑与智慧城市,2 0 2 3(0 2):1 6 3-1 6 5.2赵程俊.BIM技术在桥梁建设全过程的应用探析D.设备管理与维修,2 0 2 2(2 0):1 42-1 43.