基于BIM技术的桥梁养护工程施工应用

(整期优先)网络出版时间:2024-07-23
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基于BIM技术的桥梁养护工程施工应用

陈东

临沂市易兴交通资产运营有限公司,山东 临沂 276002

摘要:随着桥梁工程建设的技术进步,BIM技术的新兴应用在桥梁养护施工管理中扮演着越来越重要的角色。BIM技术提供了多维度的信息模型,能够将桥梁的物理和功能特性进行数字化表达,实现了桥梁设计、施工和养护等阶段的信息有效整合和高效管理。

关键词:BIM技术;桥梁施工;养护工程

引言

随着建筑业信息化不断发展和应用,构建基于BIM、大数据、智能化等技术的全寿命周期管理模式与机制在桥梁施工领域的应用逐渐增多。桥梁工程作为基础设施的重要组成部分,其设计、施工和运营阶段的协同与优化对于保障交通运输的安全和效率至关重要。BIM技术以其全面的信息整合和协调能力,为桥梁施工全过程提供了一种创新的优化方法。通过探讨基于BIM技术的桥梁施工全过程优化方法,以提高施工效率、降低成本、减少施工期间的风险,并优化桥梁的设计和运营。

1 BIM技术的概述

1.1 BIM技术的定义

BIM是一种集成建筑项目的设计、施工和运营信息的数字技术。它不仅包含建筑物的物理和功能特性,还包含时间(也称为4D)和成本(也称为5D)等信息。因此,BIM更准确地应该被看作是一个过程,它涵盖了从项目的概念设计到施工,甚至是设施管理的所有阶段。

1.2 BIM技术的发展历程

BIM技术的起源可以追溯到20世纪70年代的计算机辅助设计(CAD)。随着计算机和软件技术的发展,20世纪90年代出现了一种新的建筑设计方法,即虚拟建筑(VirtualBuilding)技术,它的主要思想是在计算机中构建一个完整的建筑模型。到了21世纪初,BIM技术正式出现,其核心思想是将建筑视为信息模型,这一模型集成了建筑的所有相关信息。自从BIM技术出现以来,其应用范围和影响力都在不断扩大。从最初的建筑设计,到施工管理,再到设施运营,BIM技术的应用已经覆盖了建筑和工程项目的全周期。同时,随着云计算、大数据、物联网等新技术的发展,BIM技术也在不断融合新的功能和应用。

2 BIM技术应用优势

(1)加强协作程度,保证项目质量。BIM技术的运用,可以有效地降低专业间的冲突,提升设计质量,并有效地降低由于设计缺陷引起的工程变更和返工。在深度设计阶段,BIM技术能够实现对复杂结构的三维空间转换表示,便于拆分。市政管道综合技术能够通过管道的自动碰撞探测,及早发现管道碰撞问题,并为市政管道的设置提供指引,使得后续建设能够更加有序、平稳地进行。(2)优化施工方案,确保项目建设。通过对施工工艺介绍、施工难点的分析,使施工工艺的主要工序得到了较好的可视化,将施工模拟与工程建设的实际需求紧密结合。通过BIM技术,对关键技术进行3D可视化展示和演示,达到对工程风险进行预警、降低工程风险的目的。(3)精确的成本管理,有效地节省费用。利用BIM技术,结合4D施工工艺模拟,实现对材料的精确控制。使用所确定的统计方程,可以得到各类物料的确切数量,并制定采购计划。在这个基础上,下达一个定额领料单,从而节省材料的消耗,减少项目的费用。在项目完成后,对计划和实际所需的材料进行比较,并对其进行自动化统计,为物资的动态管理提供依据。(4)提升信息交流效率,为快速决策提供支撑。BIM具有3D可视化特征,能够极大地提升协同交流的效率,使得各参与方能够迅速地了解设计意图,及早确定设计方案,降低后期多次修改所带来的施工费用和工期延误。BIM由外而内的全过程呈现,不仅能模拟外观上的形态,还能给人以视觉上的感受和动感,这是传统的设计图纸很难达到的,它能为企业的决策提供很大的帮助。

3 BIM技术在桥梁养护施工中的具体应用

3.1 桥梁病害检测与模拟

BIM技术为桥梁病害检测提供多维度的信息平台,使用激光扫描和无人机技术对桥梁进行详细的三维扫描,捕捉桥梁的复杂几何形状和细微结构特征,生成精确的三维模型,为后续的病害检测和分析提供基础数据。在此基础上,将桥梁的结构数据、历史维护记录及现场检测数据进行集成,形成统一的数字化模型。病害检测与分析阶段,BIM模型可以对桥梁各构件的健康状态进行可视化表达,对比不同时间节点的BIM模型,发现桥梁某些部位的变形、裂缝扩展或材料老化等问题。应用高级分析工具,BIM模型还能模拟不同病害情形下的桥梁响应,包括负载影响、环境侵蚀和材料老化等因素,评估病害对桥梁整体结构的影响,预测病害进一步发展的趋势,从而为制定科学的维护计划提供依据。病害检测的同时,所有检测结果都会被记录在BIM数据库中,形成详细的病害档案。每一次检测的数据,包括病害的位置、类型、严重程度、发展趋势等,都会被系统地存储和管理,便于后续的维护决策,追踪病害的发展历史,为预防类似问题提供参考。

3.2 虚拟建模与实时监控

桥梁建设中使用BIM进行虚拟建模,工程团队不仅可以事前详尽模拟桥梁施工过程,而且还能在施工过程中提供实时反馈和必要调整。同时,项目管理者能够在实际施工之前预见潜在的问题和冲突,提高工程设计的准确性,还能优化施工方案,降低错误和返工的风险,显著提升工程效率。施工模拟涵盖了长大桥梁养护施工的材料选择、施工顺序、时间规划和资源分配等多个方面,确保了项目能够按预定计划顺利推进。在施工过程中,所有参与方,包括工程师、承包商和养护人员,利用BIM技术提供的动态数据更新和共享功能,能够获得实时的项目信息,当施工条件变化或出现偏差时,项目团队可迅速调整施工计划,对施工时间表进行相应的修改。

3.3 桥梁养护后期的应用

桥梁养护施工后,建筑信息模型(BIM)技术的应用扮演了评估与管理角色,显著提升了桥梁维护的效能,也为资产管理提供了创新工具。BIM的实质在于其能力,为养护效果的可视化评价提供了直观且具体的手段,通过三维模型精确反映桥梁养护后的实际状态。该技术允许工程师和管理人员对比养护前后的模型,以此评估养护措施的有效性,判断结构性能的改善与否。此外,通过BIM技术生成的详细数据支持,桥梁资产管理者能够进行更为精确的维护决策。BIM模型内嵌的维护信息和历史数据,为决策者提供了丰富的参考,包括养护成本、周期、影响及预期寿命等关键指标,进而优化维护策略和延长桥梁的服务寿命。在养护历史数据管理方面,BIM技术确保了数据的完整性和可追溯性,为未来的养护工作提供了宝贵的历史资料。养护历史数据管理方面,BIM技术确保了数据的完整性和可追溯性,通过区块链技术的集成,BIM系统能够实现数据的不可篡改性和高度安全性,确保所有维护记录的真实性和可靠性。系统化的档案整理,使得所有相关信息被适当存储和容易检索。

结束语

综上所述,BIM技术在道路与桥梁工程设计中的应用表明了其是现代工程项目中的重要组成部分,具有提高设计精确性、优化资源分配、增强协作效率以及改善项目管理等优势,已成为提升道路与桥梁工程设计质量的关键工具。随着技术的不断进步和应用范围的扩大,BIM有望在未来的建筑和工程项目中发挥更加重要的作用。为了充分利用BIM技术的潜力,行业内需要持续进行技术创新、人员培训和流程优化,面对日益复杂的工程挑战时保持竞争优势。

参考文献

[1]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.

[2]江昊.BIM技术在公路桥梁施工中的应用技术[J].四川建筑,2022,42(2):127-128,131.

[3]姚冲.BIM技术在桥梁工程设计中的应用[J].新材料·新装饰,2022,4(19):63-65.