基于BIM 技术的市政桥梁工程全生命周期管理策略

引言

新时代视域下，市政桥梁工程作为城市交通网络的关键节点，其安全性、耐久性和运营效率对于城市的可持续发展具有重要意义。然而，传统的市政桥梁工程管理模式往往局限于单一阶段，忽视了工程全生命周期内的整体性和连续性，导致在设计、施工、运营及维护等各个阶段之间存在信息孤岛，严重影响了工程管理的效率和效果。而 BIM 技术在市政桥梁全生命周期管理中的渗透应用，可以凭借其强大的信息集成和可视化能力，通过创建和利用数字模型来提供项目全生命周期的详细信息，以促进工程项目设计阶段、施工阶段、运营阶段及维护阶段之间的无缝衔接，切实保障工程管理的效率和质量。由此可见，深入分析基于BIM 技术的市政桥梁全生命周期管理策略具有深远意义。

1 桥梁施工中BIM 技术概述

在桥梁建设领域中，BIM（Building Informa‐tion Modeling）技术正逐步成为提升工程质量与效率的关键手段。BIM 技术本质上是通过数字化三维模型，集成工程项目全生命周期的各类信息，涵盖从设计阶段的几何形状、结构参数，到施工阶段的进度安排、资源调配，再到运营阶段的维护管理等多方面数据。其核心特点在于信息的关联性与实时共享性，模型中的任何一处数据变更，与之关联的其他部分会自动更新，保障信息一致性。对于桥梁施工而言，利用BIM 技术可打破设计、施工、监理等不同参与方之间的信息壁垒，实现高效的协同工作。通过可视化模型展示，能让施工人员更直观理解复杂的桥梁结构与施工流程，提前预判潜在问题，优化施工方案，为桥梁建设的顺利推进提供有力支持。

2 BIM 技术的市政桥梁全生命周期管理对策

2.1 施工前准备阶段

（1）图纸会审与深化设计。设计单位将道路设计图纸导入 BIM 软件创建初始模型，施工单位组织各专业人员基于模型开展会审。借助三维可视化，快速发现图纸中平纵面线形不顺畅、结构尺寸标注矛盾、专业衔接不合理等问题，并在模型中直接标记、沟通协商。设计人员依据反馈及时修改完善，生成深化设计模型，确保施工图纸质量，为精准施工奠定基础。（2）施工组织设计优化。结合 BIM 模型，详细规划施工场地布置，模拟施工机械进出场路线、材料堆放场地、临时设施搭建位置，优化场地空间利用，避免施工干扰。依据模型统计工程量，精确制定材料采购计划、劳动力安排计划，合理编排施工进度计划，通过4D（ 3D+ 时间）模拟分析各工序逻辑关系与时间参数，提前解决进度冲突，保障施工有序开展，间接提升质量管控效果。

2.2 施工质量管理

施工质量管理是桥梁工程施工的核心内容之一。利用 BIM 对关键质量控制点进行标记和监控是确保工程质量的关键。以混凝土浇筑质量为例，混凝土在桥梁工程中广泛应用，其质量影响结构稳定性和耐久性。在浇筑前，需检查模板安装、钢筋布置等。研究发现，模板安装偏差超过 5mm ，会影响混凝土成型质量。在浇筑过程中，需要监控混凝土的配合比、浇筑速度以及振捣情况等。如果配合比的误差超过 10% ，可能导致混凝土强度不足；浇筑速度过快，特别是超过规定速度的 20% ，或者振捣不密实，都可能产生蜂窝麻面等质量问题。对关键环节标记和监控，能及时解决潜在质量问题，提高工程质量。

2.3 施工设备与物料管理

BIM 技术在施工设备与物料管理中的应用，极大地提高了资源的调配效率与施工现场的管理精度。通过 BIM 平台，能够对施工现场的设备与物料实现精准的动态管理。在施工前，所有需要使用的设备和物料信息都要被录入到 BIM中，确保每项资源在施工过程中的位置和使用时间得到准确记录。施工团队可以通过 BIM 系统实时追踪物料的库存状态、采购进度和运输路线，避免因物料滞后或误配带来的施工停滞或材料浪费。例如，桥梁建设中使用的大型吊车、混凝土搅拌设备等，都可以通过 BIM 技术进行合理调度和位置规划，确保施工过程中各类设备的使用不发生冲突，并最大化提高资源的使用效率。此外，BIM 还可以与物料供应链管理系统进行对接，实现物料的实时追踪和精准配送，避免因物料不足或过剩导致的资源浪费，确保施工现场物料供应的充足和及时，进一步保障施工进度的稳定推进。

2.4 施工进度管理

在 BIM 模型中，为每个施工构件逐一赋予准确的时间属性，并严格按照既定施工顺序进行有序排列。借助 BIM 软件自带的进度模拟功能，能够以直观、形象的方式展示不同施工阶段的工作进展情况，提前洞察潜在的进度冲突问题。以一座多跨连续桥梁施工为例，在进度模拟过程中，敏锐地发现挂篮施工与预应力张拉工序在时间安排上存在明显冲突，若不及时调整，极有可能导致工期延误。通过对施工顺序进行合理调整，精心规划作业时间，成功有效避免了这一潜在的冲突，确保施工能够按照预定计划稳步推进。同时，充分利用 BIM 技术的实时跟踪特性，在施工现场通过专业设备采集施工数据，如已完成的构件数量、实际施工时间节点等关键信息，并将这些数据与 BIM 模型中的计划进度进行精准对比。对比结果以醒目的颜色或进度条形式直观呈现进度偏差，项目管理人员能够据此及时采取针对性措施。如根据实际情况增加人力、设备投入，灵活调整施工节奏等，全力保障项目能够按时完工交付。

2.5 施工环保管理中的应用

基于 BIM 模型的施工场地规划，采用多目标优化算法对临时设施布局进行优化。以某大桥施工现场为例，在考虑运输距离、噪声影响、环保要求等约束条件下，利用粒子群优化（PSO）算法对混凝土搅拌站、材料堆放场等临时设施的位置进行优化，使运输成本降低 15% ，噪声影响区域减少 20% 。同时，通过 BIM 模型模拟施工过程中的扬尘、噪声、污水排放等环境影响因素，利用计算流体力学（CFD）技术对扬尘扩散进行仿真分析，优化围挡设置与洒水降尘方案，使施工现场PM2.5 浓度降低 35% 。

结语

综上所述，BIM 技术在市政桥梁全生命周期管理中的渗透应用发挥着极其深远的现实价值和意义，是新时期显著提升市政桥梁管理效率、确保市政桥梁质量与安全的重要手段。通过 BIM 技术的全面应用，市政桥梁项目能够实现更精细化的管理，确保每个环节都达到最优状态。此外，BIM 技术的可视化、协同设计以及数据集成等特性，为市政桥梁的可持续发展提供了坚实的技术支撑。

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