前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的BIM技術在橋梁工程方面的運用,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
摘要:bim技術是根據施工的具體情況,通過三維數字技術建立起的建筑信息模型,并且通過交互技術來進行信息的儲存、交換以及使用。BIM技術能夠實現通過數字技術對建筑物信息的精確展現,并且能充分體現建筑物的功能和性質。BIM技術在計算機技術的不斷發展下不斷地進行技術方面的更新,從而能夠應用在更加廣闊的領域,并且有了更加強大和全面的功能,能夠不斷提高我國的建筑工程質量,促進我國現代化建設。文章探討了BIM技術在橋梁工程方面的應用和發展,對BIM技術在其中的具體技術展開了分析,并列舉了某橋梁工程的例子,希望能夠為我國BIM技術的發展起到一定的作用。
關鍵詞:橋梁工程;BIM技術;施工階段;數據管理
BIM的實際含義為通過三維數字技術建立起來的建筑信息模型,這項技術起源于美國,美國將其作用定義為通過建設物理項目,從而決定建筑物的功能特點,實現建筑工程之間的信息共享,縮短建筑項目的周期,為建筑工程提供必要的決策依據。在建筑工程的不同階段,可以實現信息資源的共享,同時展開協同作業。BIM技術是在計算機技術和通信技術的發展下發展起來的,擁有全新的建筑信息管理模式,并且廣泛應用CAD技術,對建筑行業產生了重要的變革。BIM技術對建筑信息進行了數據存儲和傳遞,方便了建筑行業之間的交流和溝通,同時促進了建筑信息的全方面共享,使建筑信息化過程變得可能。
1橋梁工程施工中BIM技術應用的具體特征
1.1可視化
通常情況下,建筑工程的施工建筑圖紙需要進行從二維到三維的轉化,這個過程全憑工作人員的經驗在自己的腦海里完成。建筑圖紙的每個符號、圖形和線條都有特殊的含義,往往也只有經驗豐富的工程人員才能明白。在這種情況下,建筑信息的交流成了問題,其他非行業工作人員無法對建筑信息進行理解。通過BIM技術很好地解決了這一問題,建筑工程的二維圖紙通過BIM技術進行了三維化的轉化,從而更加形象直觀地展現在其他需要的人員面前,并且能夠就需要進行全方位的分析。通過BIM可視化的特征,促進了建筑行業之間的交流和溝通,促進了建筑行業的發展。
1.2可優化性
我國建筑工程在施工過程中往往會尋找最優的施工方案,通過對傳統產業的變革,以及設計單位和施工單位之間的相互配合來完成施工方案的最優化選擇。另外,BIM技術的應用能夠在更大程度上進行建筑工程的施工優化,從原材料、管線以及能源節約各個方面進行優化,降低施工的成本,提高施工的質量,從而更好地促進施工企業的效益。
2BIM技術在橋梁施工前期的實際應用
2.1在可行性研究階段的應用
在橋梁建設的開始,建設單位需要對橋梁建設的場地選址、方案規劃、能源消耗等方面進行簡要的評估。第一步,用BIM軟件進行快速橋梁模型搭建,并且能夠在數字信息中清楚地表現出橋梁的各方面信息,包括橋梁選址、施工方案以及整個橋梁的整體面貌。通過這種虛擬的表達,能夠方便地檢查橋梁建設過程中的漏洞,從而判斷在建設過程中還有哪些需要改進的地方,然后根據對三維模型的分析,制定輔助設計方案。BIM技術實現了對橋梁的全方位精細化信息展示,并且能夠對建筑使用的材料成本進行統計,方便施工過程的進行。
2.2在設計階段的應用
(1)設計優化。在橋梁施工過程中,橋梁圖紙所表達的信息一定要全面,除了對建設橋梁必備的主要承載構件的尺寸進行分析和表達,對橋梁連接構件、構件橫截面等信息進行詳盡的表達,還要注明在哪些地方安置附屬結構,構件的連接方法等信息,令施工圖紙盡量做到精確化。一般的橋梁工程項目都會面臨非常復雜的設計問題,其需要考慮的內容很多:①橋梁包含很多構件,而且構件結構也很復雜;②一般情況下為了方便施工,會進行構件的預制,預制構件的體積很龐大;③橋梁施工現場情況復雜,僅僅通過二維的施工圖紙無法全面表現施工現場的狀況,也不利于在施工過程中進行管理。通過BIM技術進行三維優化,就能夠解決以上問題。(2)工程量統計。在以往的工程量統計過程中靠的是人工,面對如此龐大的工程量,人工難以保證統計的精確性,并且只能對復雜的計算結果進行近似處理。在橋梁工程中,一點微小的差距都會導致工程的失敗,進而拖慢施工進度。但是通過BIM技術能夠很好地對橋梁工程進行計算,從而確保計算的精確性。(3)圖紙輸出。現代橋梁的發展已經超出了實用的范圍,而是對其美化作用有更高的要求。通過以往的二維圖紙很難對橋梁的建筑美學設計起到幫助作用。通過BIM技術把二維圖紙轉化為三維圖紙,能夠在很大程度上幫助橋梁工程進行造型設計,從而使設計過程變得精確,在展現橋梁特性時不會存在障礙,能夠很好地表現復雜的造型。
3在橋梁施工階段使用的實例
某大橋全長974m,其中主橋長660m。橋型為三塔四跨矮塔斜拉,是目前國內采用懸臂澆注法施工單箱梁體最寬的矮塔斜拉橋。工程總造價約4.04億元,計劃工期30個月。
3.1數字信息化施工
BIM技術的應用,極大地提高了橋梁工程中的信息交流速度,加快了橋梁工程的建設效率。通過把橋梁工程的信息數字化,實現了橋梁工程施工的信息化管理。在這種信息交流的情況下,橋梁的構件可以在不同地區同時生產,加快了橋梁建設的效率。通過橋梁建設的數字化,橋梁工程中的構件加工也可以通過預制的方法來進行工件加工。由于在以往的工件生產過程中經常會出現施工環境的影響而造成構件質量不穩定,通過BIM技術能夠提高構件質量的穩定性,從而更好地控制橋梁施工過程的工期。BIM技術的使用加強了行業之間以及施工人員之間的信息交流,從而為信息交流提供了方便。
3.2施工模擬
BIM技術能夠對橋梁工程的施工過程進行虛擬模擬,并且能夠保證在模擬過程中橋梁信息的完整性,從而設計多個專業的綜合應用。同時,在對橋梁工程的施工過程中,每完成一項工作,都能夠建立獨立的設計模塊,從而在施工完成之后建立起橋梁工程完整的施工模型。這些模型可以用來進行研究和探討,從而建立更優化的施工方案,并且能夠在推動BIM技術施工的過程中起到巨大作用。
3.3管理物資
物資管理的過程中,BIM技術通過形成設施統計表的方式進行物資的管理。在實際運用中,要把BIM技術跟現實的施工進程結合起來,從而實現隨時對設施數據進行統計的功能,進而準確地進行施工過程中所需材料以及相關設備的數量規劃。在進行精確的規劃之后,交給采購部門進行統一購買,減少了工作流程,提高了工作效率。在實際的物資管理過程中,BIM技術要根據實際情況進行材料單的規劃和制定,施工隊伍根據BIM技術的施工規范進行相關項目的物資管理工作。BIM技術可以把實際施工過程中的各個項目變成一個個編碼,儲存到自己的庫里,并且在需要的時候添加到模型要件中,進行自動化的運算工作,計算出工程所需的工程量,從而將購買的材料和實際的工程量進行對比,防止出現遺漏和缺失材料的現象,影響工程的順利進行。
3.4數據管理
橋梁的結構具有特殊性,在施工過程中每個環節都必須做到自我檢測、自我控制,并且通過監控單位的工作,實現對工程施工每個環節質量的監督控制。在監控環節中會得到大量的橋梁工程施工數據,需要進行有效的管理,才能保證工程施工任務的有效進行,因此需要建立有效的信息交互平臺。BIM技術為橋梁工程的數據處理提供了一個有效的數據信息處理平臺,并且能夠通過平臺實現與其他數據平臺之間的信息共享,從而使單位對橋梁的信息能夠全面掌握。
4BIM在橋梁建設中的應用前景
美、英、法、德交通工程建設過程中應用BIM技術的工程單位在2015年、2017年以及2019年的變化情況。通過列舉美、英、法和德這四個國家對BIM技術的應用情況,分析BIM技術為其基礎建設工程帶來的幫助,以及在工程師和承包商領域帶來的價值。從上圖可以看出,高度BIM從業者(超過一般的交通基建項目應用BIM)的比例從2015年到2017年有了高速提高;雖然高度BIM從業者的數量增幅在未來2年內下降,但數量仍然有所增長。
5結束語
綜上所述,BIM技術能夠實現橋梁工程的數字信息化,并且能夠完成對橋梁施工二維圖紙到三維圖紙的轉化,從而通過對三維圖紙的分析,提高橋梁的施工技術,進而提高橋梁的施工質量。對BIM技術加以研究,能夠更好地進行橋梁施工技術方面的提高,解決以往橋梁施工過程中的難題,推進我國橋梁施工過程的發展,提高橋梁工程的質量。
參考文獻:
[1]陳竟翔.BIM技術在橋梁工程設計優化方面的應用[J].開封大學學報,2016,30(2):90-96.
[2]錢楓.橋梁工程BIM技術應用研究[J].鐵道標準設計,2015,59(12):50-52.
[3]李亞君.BIM技術在橋梁工程運營階段的應用研究[D].重慶:重慶交通大學,2015.
作者:陳小軍 單位:中鐵十二局集團有限公司