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1、BIM助力桥梁钢结构设计施工一体化建设近年来，随着桥梁材料费用与人工费用的倒挂, 钢结构桥梁相对混凝土桥的经济逆势逐渐减小，我国逐步开始进入钢 结构桥梁的快速开展时期。但是建筑施工行业的生产效率正在持续下 滑并成为建筑行业面临的根本性问题，钢结构桥梁在设计建造过程中 由于信息交换不及时、不准确的问题造成了大量人力物力的浪费。BIM （建筑信息模型）作为起源于20世纪70年代的美国的一种基于 最先进的三维数字设计和工程软件所构建的可视化数字建筑模型，近 年来在国内建筑工程多个领域实现了应用研究。北京奥运会、上海世 博会等大型建设工程成功地将BIM技术应用于建筑工程的荷载分析、 图纸审核、施工管理
2、、设备维护等领域，为BIM技术在我国推广提供 了条件。近年来，BIM技术在桥梁钢结构领域也逐渐推广开来。以石济黄河特大桥为例，该桥是我国首次采用刚性悬索加劲连续钢桁 梁结构形式的钢结构桥梁，全桥架设杆件数量多、制造要求精度高, 在进度、本钱、平安及质量综合管理等方面均存在困难。在经过多方论证和精确计算下，该桥采用BIM技术辅助工程施工，有 效解决了工程设计、制造和施工应用系统之间的信息断层和信息孤岛 问题，实现工程信息共享与集成管理，可以极大地防止重复劳动，提 高效率。一是采用BIM三维实体建模出图进行深化设计，通过搭建实体模型、 工艺性优化、模型校核审查、深化设计出图四个阶段对全桥模型进行
3、搭建，实现所见即所得的目标。二是利用BIM对钢桁架构件进行数字化加工，通过智能化切割下料、 复杂节点的虚拟制造等环节，实现了从模型到机床切割的数字化，为 杆件的制造制定提供了可靠的依据，提高了工艺制定的效率，保证了 杆件的制造质量。三是以全桥三维建模为基础，通过钢桁架杆件整体拼装及试拼装的自 动校核，可以发现碰撞、相离等问题，从根本上保证了复杂钢桥构件 连接关系的正确性，实现了桥位吊装成桥线形。四是引入时间维度实现4D管理，可以进行虚拟施工，并随时随地直 观快速地将施工计划与实际进展进行比照，工程各参与方对工程的各 种问题和情况了如指掌。通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现 场视频监测，有
4、效减少了全桥施工过程中的质量、平安问题。石济黄河特大桥BIM系统的应用以制造精细、信息完整、数据详实的 信息模型为基础，覆盖了深化设计、自动排版套料、数字化加工的制 造全过程，以贯穿钢桥场地规划、钢桥架设和平安监控的4D-BIM管 理系统为平台，为钢桥制造、架设管理提供分析优化，为决策提供大 数据支持，到达了管理升级、降本增效的目的。随着大型复杂钢结构桥梁工程的兴起以及BIM应用软件的不断完善, 越来越多的工程参与方在关注和应用BIM技术。目前港珠澳大桥、 沪通长江大桥、虎门二桥、乐清湾大桥等钢结构桥梁在工程设计施工 管理阶段均尝试采用BIM技术，成功实现了各专业的协同设计、设 备材料统计和施
5、工模拟、碰撞检查等功能。当前，BIM技术应用在桥梁钢结构建设中主要表达三个方面的优势: 一是深化设计和优化设计方案。根据设计图纸使用BIM技术，为三 维建模调用构件库和节点库，输入构件和节点的参数，有利于构件节点的深度设计，也有利于钢结构工程管理信息的可视化，最终到达节 约本钱的目的。二是实现桥梁的数字化制造应用。BIM技术的引入，使钢结构加工制 造流程变得简单,BIM模型输出的各类信息除了能快速生成加工清单、 形成工艺设备路径外，在数控切割、复杂构件加工等工序中的作用也 尤为显著，弥补了二维CAD指导加工的缺乏问题，完成了种类繁多、 数量庞大的零部件加工任务，记录了大量构件信息、材料信息。三
6、是确保动态可视化的集成施工。BIM技术在施工现场应用主要是施 工信息与BIM模型动态关联、集成，结合利用4D-CAD技术，支持动 态可视化的模型及施工方案表达，并随施工过程更新及辅助工程施工 管理，实现对工程进度、质量、平安及资源的综合管控。目前，国内的BIM技术仍处在应用探索阶段，BIM理论需要结合现场实际、了解现场的实际需求，并在应用中解决实际问题，才能真正发 挥BIM技术的价值。BIM技术在桥梁钢结构工程上的成功实践进一步拓展了 BIM的应用范 围，是BIM从单纯技术应用向与工程管理集成应用转化的重大里程碑。 这种通过计算机方式建立模型与仿真的方式，对降低钢结构桥梁的深 化设计费用、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果，而 且在推动钢结构桥梁设计制造施工一体化建设方面有着巨大的潜在 效益。