BIM+GIS技术在桥梁工程施工中的应用研究

BIM+GIS技术在桥梁工程施工中的应用研究

顾建波

江苏省南京市公路管理处江苏南京210000

摘要：近几年，BIM技术在国内不断地推广，更多的桥梁项目运用到了BIM技术，以此来辅助桥梁设计与施工人员更好的完成桥梁的设计与施工。将BIM技术运用到桥梁工程中，能大幅降低桥梁施工中的安全隐患，提高项目的经济效益。本文在分析BIM技术和GIS技术特点基础和上，重点探讨了BIM+GIS技术在桥梁工程施工中的应用，以期为现代桥梁建设提供一些有价值的参考。

关键词：BIM+GIS技术；桥梁工程；工程施工

随着BIM技术在建筑业的快速发展，其在工程项目建设中的应用越来越广泛，BIM具有三维可视化，信息收集、提取协同性等特点，GIS技术是集成空间信息的一个容器，是收集、存储、管理、综合分析和处理一切与空间信息的信息系统，可与多种信息分析和处理技术进行集成，利用BIM+GIS技术可统筹管理桥梁工程项目，强化桥梁工程成本、进度和质量管理。

一、BIM技术和GIS技术特点

（一）BIM技术特点

BIM技术运用数字信息与计算机技术，以三维设计为基础，以数字信息为载体，来进行项目设计并指导施工、管理。BIM的出现为建筑全生命周期各个阶段信息的协作、管理搭建了平台，有助于解决建筑全生命周期各阶段、各参与方之间的“信息隔断”和“交流阻碍”等问题，能够促进各参与方之间的交流，在节约成本、保证工程进度、提高产业效率和质量安全管理能力以及建筑的运营维护等方面均具有重要的应用价值。依据DodgeData&Analytics2016，中国也将跻身全球前五大BIM应用增长最快的地区之列。住建部发布的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中，预计2020年末，新立项项目勘察设计、施工、运营维护中应用BIM的项目比率应当达到90%。同时，交通部发布的《“十三五”交通领域科技创新专项规划》中指出，应当以BIM等行业技术发展趋势为引领，以产学研用协同创新为主要模式，解决一批制约交通发展的关键科学问题，研发一批引领交通发展方向的重大前沿技术，全面提升我国交通运输系统装备、基础设施、系统集成、运营管理的技术水平。由此看出，BIM技术在交通运输领域的重要性不言而喻。

（二）GIS技术特点

地理信息系统，简称GIS，是一种重要的空间信息系统，它与计算机技术的结合应用，能够对整个或部分地球表层及大气层空间中的地理信息进行采集、分析、描述与传输等。作为一种基于计算机的工具，GIS技术把地图、地理分析与一般的数据库操作集成在一起，利用其空间数据库、空间分析及可视化等功能，来对输入的各评价因子的栅格图层作某种函数叠加运算，从而实现对工程建筑等的评估和区划。本世纪80年代以来，基本形成了基于GIS技术和“多因素综合预测法”的研究理念，并从方法论角度，提出了多元回归法、模糊综合评判法、神经网路等各种研究数学模型。GIS技术经过长期的研究与应用，现在已经可集成大型场景视觉效果与地理信息分析，对实体模型与周围自然环境或地形要素的相关性进行分析。同时，其通过对海量三维地理空间信息数据进行获取、保存、管理、分析，可以真实呈现大范围的地理空间。

二、BIM+GIS技术在桥梁工程施工中的应用

桥梁工程通常体量都比较大，构件多，整体结构复杂，施工环境也复杂多变，等等，如果在施工过程中采用BIM技术，就能实现对桥梁模型信息分析和共享；而应用GIS技术，则能有效分析地理环境要素，准确实现桥梁位置的定位。GIS+BIM网络架构见图1所示。

以328国道雍庄至龙池段改扩建工程为例，该工程全长11.311Km，包括主线、辅路、雍庄互通及龙池互通的路基、路面、排水、防护、桥涵等。其中，高架桥共6座、主线桥梁1座和1座匝道桥，高架桥分别跨越乙烯路、方水路、龙中路、龙腾路、白果路。桥跨径组合分为（3×30）m、（4×30）m、（35+50+35）m三种类型，桥面宽26m，桥面铺装为10cm沥青混凝土+防水层+6cmC50混凝土调平层。3×30m、4×30m跨上部结构采用预应力混凝土等截面连续箱梁，梁高1.8m。箱梁采用斜腹板并设置圆倒角以增强外形美观性。35+50+35m上部结构采用预应力混凝土变截面连续箱梁，主跨支点处梁高3.0m，主跨跨中及边跨支点处梁高为1.8m。下部结构桥台采用承台分离式台。设双排φ1.2m钻孔灌注桩（摩擦桩），桥台帽梁高度1.4m，分离式承台高1.8m，桥墩采用H形花瓶墩。借助基于BIM+GIS技术的桥梁建设工程管理平台，实现了桥梁工程项目全线三维展示，有助于工程人员建立更详尽的标段信息和测距情况，并实时对施工工程工程分标段、分工区进行监控。同时，工程各环节工作人员也能更直观地了解和反馈项目情况，从而极大地提高了工程管理效率与质量。

图1GIS+BIM网络架构

（一）对施工方案进行统筹管理

以GIS+BIM技术构建的桥梁工程施工管理平台，利用网络对工程施工进行远程监控，这样可以实现对工程施工的统筹管理。各层管理者可以借助平台，来对施工工程分标段、工区进行统筹监控。利用GIS+BIM技术可准确地定位桥梁工程地理位置，其中，BIM模型具有可视化效果，利用该技术能对桥梁工程项目进行全线三维展示，管理者可以非常清楚、直观地了解桥梁工程项目建设情况。

（二）对桥梁工程施工空间进行科学部署

桥梁工程施工是一项系统而复杂的行为，涉及到很多环节，必须要保障施工空间和施工工序科学设置，才能有效保证施工质量。利用GIS+BIM技术可清楚地发现桥梁工程施工空间部署情况，确定标段信息和构筑物测距，同时，还能精确地收集桥梁工程测量信息，实现桥梁工程项目信息与地理环境信息有机结合，为工程建设全过程建筑环境信息化建设提供支持。

（三）对桥梁重点工程及工程配套进行监测与控制

基于BIM+GIS技术的桥梁模型平台中，详细地存储了桥梁的所有构造信息，利用模型中的BIM模型，能准确地定位工区、工点的地理位置，展现周围地形地貌。同时，还能通过桥基BIM模型已集成的钢筋混凝土等，来深入探看结构内钢筋情况，实现对构筑物的定位观测数据处理。另外，该平台还直接关联实验室拌合站信息，从而能对桥梁工程标段工作点与实验室、拌合站、检验批、施工日志以及监理情况进行对应匹配和管理，监督实验室拌合站的安全质量管理。

（四）施工质量安全管理

为了确保施工安全与质量，对桥梁工程施工过程必须要进行实时质量监控。基于BIM+GIS技术的管理系统平台，能全面监控桥梁工程施工情况，如果发现存在隐患或问题，其会通过预警和报警进行提示，管理人员可进行相应的处置。现在，基于BIM模型的报警点图形化展示正在研发中，一旦研发成功，将能进一步提高定位准确度和预测精确度。

三、结语

综上所述，在当今多学科、跨领域的信息化时代，BIM+GIS技术是一种趋势和潮流。作为一款功能强大的软件是被很多人期许的，他的优点有很多，而且能将一个工程的各个部分集合到一个模型上，直观的表现出设计施工的效果，可阅读性大大的增强，并且能直观的展现出设计缺陷和各个部分设计之间的冲突，方便验收和修改。在主流环境和国家的大力推广运用下，BIM这项技术将会有巨大的发展，总有一天他将会取代其他软件成为主流。

参考文献：

[1]王树臣，刘文锋.BIM+GIS的集成应用与发展[J].工程建设，2017，49（10）：16-21.

[2]秦利，赵科，李鹏云.BIM+GIS技术在桥梁工程施工中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2017，9（05）：56-61.