BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理中的应用

BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理中的应用

李祎寒

深圳市政集团有限公司   广东深圳   518000

摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在高速公路桥梁养护综合管理中得到了广泛的应用。在许多人对BIM技术的价值不清楚甚至怀疑之际，本文首先分析BIM技术应用原理，其次探讨BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理，最后基于BIM的桥梁管养方案实施技术进行研究，以供参考。

关键词：BIM技术；高速公路桥梁；养护；综合管理

引言

随着交通路网的不断完善，高速公路建设里程逐年增加，互通立交的建设数量也越来越多。传统的互通立交设计是基于CAD软件，建立二维线形来表达互通立交各构件的空间关系，在方案展示、细部优化等方面具有明显的不足，且难以实现平面线形、纵断面线形、横断面之间的动态关联。为了解决这一问题，国内外很多学者提出了BIM技术（Building Information Modeling），以互通立交三维模型为基础，提高互通立交的设计效率和设计质量。但是，BIM技术在高速公路中的应用起步较晚，相关建设理论不完善，可参考的落地项目少，且技术人员对BIM技术的理解较肤浅。因此，进一步研究BIM技术在高速公路互通立交中的具体应用意义重大。

1 BIM技术应用原理

BIM技术在高速公路项目管理中的应用原理主要体现在数字模型的建立和管理、智能化的协同、施工效率和准确性的提高，以及数据管理和可视化等方面。这些原理的应用可以实现高速公路项目管理的全流程数字化和可视化，从而提高工程的质量、效率，降低风险，并为智能化管理提供有力支持。一是建立高质量的数字模型。BIM技术通过建立高质量的数字模型来支持高速公路施工管理的全流程。数字模型不仅包括建筑物的外部形态，还包括建筑物内部的结构和组成部分，并可以与施工过程中的现实情况实时交互。数字模型既可以作为基础数据，也可以作为信息交换的工具和分析平台，从而实现全流程的管理。二是实现智能化的协同。高速公路施工管理涉及的多个分工领域之间需要有效协同与沟通。BIM技术提供了一种智能化的协同方法，可以通过数字模型共享数据、信息和资源，在不同专业人员之间实现信息高效共享和沟通。同时，BIM技术也提供了自动化的协同功能，可以帮助不同领域的专家实现数据交换和信息整合。三是提高施工效率和准确性。BIM技术在高速公路施工管理中可以大大提高施工效率和准确性。通过数字模型中的虚拟演练、冲突检测等功能，BIM技术可以及时发现和解决潜在的问题，从而避免计划、时间和资源等方面的损失。同时，BIM技术还可以实现施工过程的自动化控制，从而提高施工效率和质量。四是支持数据管理和可视化。BIM技术在高速公路施工管理中还可以发挥数据管理和可视化的功能。通过数字模型的建立和管理，可以收集和分析施工过程中产生的大量数据，为决策提供有力支持。同时，数字模型的可视化呈现，也可以支持高速公路施工管理的信息传递、沟通和交流。

2 BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理

2.1全生命期基础数据标准

要实现全生命期的数据共享，需要构建以基础数据标准作为支撑的标准化数据库。依托基础数据标准，通过物联网设备进行数据传输、业务系统进行数据对接，以及工程人员进行数据填报的方式汇总项目全过程数据。数据在工程项目数字化平台中进行整合管理，最后以标准数据库的方式向养护部门进行交付。

2.2工程进度、质量

工程进度、质量、成本甚至安全问题经常是互相影响。作为业主，最希望能在不增加投资、不出现安全事故、保证质量的情况下能按时完工，甚至提前完工、交工。要做到这一点，必须保证工程实际进度是按计划进度在进行。通过BIM模型＋时间维度，可以推演每一天的施工进度，让业主和工程各参与方实时形象地了解工程进度（直接观看BIM模型）或提前了解工程形象进度。

2.3横断面线形设计

Civil3D软件设计互通立交横断面是利用装配法，认为路基横断面由行车道部件、边坡部件、土路肩部件、边沟部件等组成。装配横断面的每个部件都是由点（Point）、连接（Link）、造型（Shape）三个基本单元组成，点是部件的几何节点，连接是点与点之间的连线，造型是多个连接围成的闭合区域。每个部件都可以由多个点、连接和造型构成。在横断面组装前，要先明确基准线和基准线点，前者位于路基中心线的法线方向，用于确定装配方向，后者位于纵断面设计线上，是装配部件的初始位置。横断面应分段装配，装配时要结合路基设计参数。在互通立交主线和匝道的平面线形、纵断面线形、横断面设计完成后，可利用Civil3D软件中内置的设计规范编辑器检查各项指标。如果设计值不满足现行规范，需及时调整。

2.4项目建设过程数字化管理

基于数模分离的思路，可以将模型的属性信息存储在独立的数据库中，并通过属性信息绑定工具在项目实施前对BIM模型进行分析，将模型按BIM构件标准进行单元拆分并录入属性信息。此外，还可以通过属性绑定插件关联模型与属性信息，支持任意形式的属性扩展及管理，方便模型属性信息查看。并且，可以允许在不影响模型属性信息的前提下单独更新模型文件。最终，可以按照一定规则形成各专业工程结构树，实现BIM模型的快速查询，如坐标高程、材料属性、用量、计划实施日期等信息，并支持模型的上传与下载。此外，还可以将项目信息导入，如项目介绍、开工日期、竣工日期、设计单位、施工单位、造价、施工时间、施工方案等工程信息，为业主、设计、施工、监理等单位提供统一的会商平台，实现科学、和谐、协同的管理决策。

2.5投资控制

如果项目的设计变更多了，难免可能超过投资预算，把握住了设计变更这一关，相信就能控制好投资。特别是经过了精细化设计的产品，更容易把控住投资关。众所周知，影响工程投资最大的因素是方案，如果前期方案阶段就使用BIM技术对方案进行了优化，那这个投资一定是最优的投资。因此BIM技术最大的价值在于工程的全过程应用和参与工程的各方全员参加。

3基于BIM的桥梁管养方案实施技术

利用BIM技术的可视化、集成化优势，实现了BIM各功能和相关数据的输入与输出，并将其进行高效的数据传输。结合实际现场情况和桥梁的构造特征，对不同类型的桥梁进行不同损伤类型的判定，并研究其原因。对长期运行中的管理维护方式和结构缺陷进行全面的梳理和分析，为维护决策提供依据。通过将BIM结果转换为养护数据，将养护数据录入桥梁管理平台，生成桥梁管理决策的报表，便于管理者审核和利用。通过对养护管理计划执行后的资料进行更新和修改，达到改善工程效率、提高养护质量和科学管理水平的目的。

结语

尽管现阶段在国内路桥建设中BIM技术使用得还不够多，使用得也不够好，但随着各层级的BIM标准的完善、BIM应用软件的完善、使用BIM技术提质增效意识的提高和BIM技术产生的价值越来越得到体现，相信在不久的将来，BIM技术应用的春天就会到来，一个全过程应用BIM技术、项目参与方全员参与BIM技术应用的局面会轰轰烈烈来到。

参考文献

[1]刘勇,徐峰,张超,等.基于BIM的高速公路桥梁养护综合管理系统设计[J].自动化仪表,2021,42(10):106-110.

[2]刘富海.BIM技术在公路桥梁设计中的应用研究[J].工程技术研究,2022,7(12):182-184.

[3]黄程远,邓艳,黄庆祥.基于BIM技术的高速公路养护管理模式探讨[J].广西广播电视大学学报,2019,30(4):68-73.