BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用

一、BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用意义

（一）提高设计效率

在公路桥梁设计领域，传统模式中各专业设计人员独立开展工作，信息流通不畅，犹如孤立的岛屿，极易引发设计冲突与错误，导致大量设计返工，效率低下。BIM 技术宛如一座坚固的桥梁，打破专业壁垒，搭建起协同设计的优质平台。通过构建三维数字化模型，将建筑、结构、机电等多专业信息有机融合于同一模型，各专业人员能在同一平台上实时交流、协同作业。结构工程师可直观查看建筑专业布局，提前规避因空间不合理引发的结构问题；建筑师也能依据结构模型优化建筑造型，实现建筑与结构的完美统一。模型数据实时更新这一特性更是为设计效率提升添砖加瓦，当某一专业修改设计时，相关专业的模型数据自动同步更新，无需人工逐一通知与修改，避免因信息滞后造成的错误与重复劳动。设计人员能将更多精力投入到创新设计与优化方案中，而非繁琐的修改与协调工作。此外，BIM 模型的可视化功能让设计效果直观呈现，便于各方沟通交流，快速确定最佳设计方案，减少设计周期中的反复讨论与修改环节，全方位提高公路桥梁的设计效率。

（二）增强施工管理能力

在公路桥梁施工管理进程中，BIM 技术凭借独特优势成为增强管理能力的强大助力。其构建的 BIM 5D 模型，将施工进度、成本、质量等关键信息与三维模型深度融合，为施工管理提供全面且精准的信息支撑。施工管理人员借助该模型，能实时洞悉工程进展动态，如同拥有“千里眼”和“顺风耳”。通过施工模拟功能，提前预演施工流程，精准发现潜在碰撞、冲突问题，像大型构件吊装时与周边设施的碰撞，提前制定应对策略，避免施工中的停工与返工，保障施工连贯性。在资源管理方面，BIM 技术发挥出色，对模型中人力、物力、财力等资源细致分析，依据施工进度和实际需求，合理调配资源，实现资源优化配置，减少资源浪费。质量管控上，利用模型设定质量控制点，实时采集施工数据并与设计标准比对，一旦出现偏差及时预警，管理人员可迅速处理，确保施工质量达标。成本管理中，依据模型准确统计工程量，结合市场价格动态，精准核算成本，严格控制预算，全方位增强公路桥梁施工管理能力。

（三）提升桥梁安全性与耐久性

施工前，借助BIM 模型整合桥梁设计信息，开展细致的结构分析，能精准识别设计中的不合理之处，像局部应力集中、构件连接强度不足等问题，进而优化设计方案，从源头上保障桥梁结构的安全合理，为耐久性奠定基础。

施工过程中，BIM 模型可实时关联施工数据。通过监测混凝土浇筑的温度、湿度以及养护时间等参数，确保混凝土质量达标，避免因施工不当出现裂缝等缺陷，影响桥梁耐久性。同时，对钢筋的绑扎位置、间距等进行严格把控，保证结构受力均匀，提升桥梁整体安全性。

在桥梁运营阶段，BIM 模型成为维护管理的重要依据。它能详细记录桥梁各部件的初始状态和历史维护信息，维护人员可依据这些数据制定针对性的维护计划。定期对桥梁进行检测时，将检测结果与模型中的原始数据对比，及时发现结构损伤和性能退化情况，如梁体变形、支座磨损等，并迅速采取修复或加固措施，防止小问题演变成大隐患，有效延长桥梁使用寿命，确保桥梁在长期使用过程中的安全性与耐久性。

二、BIM 技术在施工管理中的具体应用

（一）设计阶段

从协同设计层面来看，BIM 构建起一个集成化的信息共享平台，打破了建筑、结构、机电等各专业之间的信息壁垒。设计过程中，结构专业人员能实时获取建筑专业的空间布局与功能需求信息，依据这些信息精准设计桥梁的承重结构，确保结构安全且合理利用空间；建筑专业人员也可参照结构模型，优化建筑的外观造型与内部空间划分，使建筑与结构达到和谐统一。各专业在同一个模型上同步开展工作，信息传递迅速且准确，有效避免了传统设计中因沟通不畅导致的专业冲突与设计返工，大大缩短了设计周期。

在设计优化方面，BIM 模型的可视化与可分析性发挥了关键作用。通过三维可视化展示，设计人员能够以多视角、全方位的方式审视桥梁设计方案，直观发现设计中存在的细节问题，如构件之间的碰撞、空间利用不合理等，并及时进行调整优化。同时，将BIM 模型与专业的分析软件相结合，可对桥梁的结构性能、动力特性等进行精确模拟分析。依据分析结果，对桥梁的结构形式、构件尺寸等进行针对性优化，提高桥梁的承载能力、抗震性能和抗风性能，确保设计出的桥梁在各种复杂环境下都能安全稳定运行。

此外，BIM 技术还支持设计方案的动态调整与快速迭代。在设计过程中，当业主提出新的需求或设计条件发生变化时，设计人员可迅速在 BIM 模型上进行修改，并实时查看修改后的效果，及时评估对其他专业的影响，快速生成新的设计方案，提高了设计的灵活性与适应性。

图1 某桥梁设计阶段的应用示意

（二）施工准备阶段

在场地规划部分,BIM 模型融合地形地貌，周边环境和既有设施的多元信息。施工团队根据这些资料科学地布置虚拟环境下的施工场地。对材料堆放区，机械设备停放区和临时办公生活区等地点进行了合理规划，保证了区域间物流运输畅通和人员流动方便，尽量减少现场二次搬运及交叉干扰等现象，提高了现场使用效率，给后续建设营造了有序空间条件。

在施工方案制定中,BIM 技术表现出了较强的模拟分析能力。在模型中加入了施工流程和工艺工法的因素，实现了动态施工模拟。通过仿真，清楚地展示了各个施工阶段作业顺序，时间节点和资源需求。事先找出施工方案可能产生的工序冲突和工期延误风险，例如大型构件吊装和周围施工活动在时间和空间上的矛盾。为解决上述问题，适时调整施工顺序，优化资源配置并制定更科学，更合理，更实用的施工方案以确保施工过程中的效率和安全。

在进行技术交底时，将BIM 模型作为桥梁。传统的技术交底通常是靠二维图纸及文字说明来进行的，在理解上比较困难。并且在BIM 模型的辅助下，施工人员能够直观的看到桥梁各个部分的结构形式，尺寸规格，构造要求和施工工艺细节等。本实用新型采用三维可视化展示与交互式操作相结合的方式，使施工人员对于施工任务的理解更加清晰准确，并有效地降低了由于理解偏差而造成的施工失误，提升了技术交底质量与成效，对施工质量有了强有力的保证。

（三）施工执行阶段

在施工进度管理方面,BIM 5D 模型实现了时间维度和三维模型的深度整合，对进度控制提供了一种准确动态的监控手段。通过将施工计划和实际进度数据关联到该模型上，管理人员可以实时比较计划进度和实际进度之间的偏离情况。当检测到某个工序存在拖延时，能够快速的对问题环节进行定位，并深入的分析是否是由于资源调配不到位，工艺执行难度大或者外部因素的干扰造成的。根据这些分析的结果对后续的施工计划进行及时的调整，并对人力，物力以及机械设备进行合理的配置，以保证整个施工进度按照计划有序的进行，避免了由于局部延误而造成的连锁反应，确保了项目的如期交付使用。

在质量管控中,BIM 模型携带了详细设计标准和质量要求信息。施工人员根据模型施工作业，可以随时调阅各个部件尺寸精度，材料规格和安装位置等主要参数。在混凝土浇筑和钢筋绑扎的关键步骤采用模型实时标定的方法保证了施工质量满足设计要求。同时通过将施工期质量检测数据记录到模型上，构建质量追溯体系。当检测到质量问题时，可以迅速追溯至具体施工环节及责任人员并及时采取措施进行整改，避免质量问题扩大化并切实提高工程质量水平。

在安全管理方面，利用BIM 技术帮助建立全方位安全预警机制。根据施工现场实际，对模型进行了危险区域及安全防护重点部位标识。利用传感器对施工现场环境数据及人员设备等动态信息进行实时采集，并对模型进行关联分析。一旦发生人员违反规定进入危险区域和设备运行参数出现异常的现象，该系统会即时发出预警信号以提醒现场管理人员采取应对措施，杜绝了安全隐患的发生，为施工人员安全及工程顺利实施提供了坚实的保证。

（四）竣工验收阶段

BIM 模型汇集了公路桥梁自设计至施工整个过程的细节信息，是验收工作的重要基础。在此模型的帮助下，验收人员可以迅速而全面地掌握桥梁结构形式，构件尺寸，材料规格及其他设计内容，并与已实际施工桥梁作详细的比对。通过这一直观比较，可以准确地找出实际施工中偏离设计要求之处，不管是构件微小尺寸上的错误还是局部结构上的微妙变化，均可在模型和实体对照下清晰地展现出来，有效地避免传统验收中由于资料不够全面所造成的遗漏。

在质量检测环节，将BIM 模型和检测数据进行深度整合。桥梁的各个部分的检测数据，例如混凝土的强度、钢筋保护层的厚度和结构的变形等，都被精确地关联到了模型中的相关部件上。验收人员可以通过观察检测数据在模型上的分布来迅速定位质量薄弱环节及潜在问题区域。对数据出现异常的构件可以进一步进行深入分析以判断是否会对桥梁整体安全性及耐久性造成影响，从而为验收决策的制定提供了科学准确的数据支撑。

另外,BIM 模型也为验收时的沟通协调搭建了便利平台。所有参与验收的相关人员，如建设单位、设计单位、施工单位和监理单位等，都可以在同一模型的基础上进行深入的交流和讨论。针对验收过程中出现的问题，各参与方可以通过模型直观地指明问题所在，讨论解决方案、明确责任主体及整改要求、提升沟通效率等，保证了验收问题能够及时有效地解决，确保了公路桥梁竣工验收任务圆满完成。

三、结论

BIM 技术在公路桥梁施工管理中具有显著的应用价值，它不仅提高了设计效率、增强了施工管理能力，还提升了桥梁的安全性与耐久性。在施工管理的各个阶段，BIM 技术都发挥着重要作用，从设计阶段的协同设计与性能分析，到施工准备阶段的场地规划与方案模拟，再到施工执行阶段的进度、质量和安全管理，以及竣工验收阶段的模型交付与验收辅助，BIM技术为公路桥梁施工管理提供了全方位的支持。随着BIM 技术的不断发展和完善，其在公路桥梁施工管理中的应用前景将更加广阔，有望推动公路桥梁建设行业向智能化、信息化方向发展。

参考文献：

[1]郝伟亮.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].新材料·新装饰,2024,6

[2]李志国.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].交通世界,2019(4):2.

[3] 敖文辉.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用[J]. 中国厨卫：建筑与电气,2021(8):0027-0028.

[4]姚晓坤.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2023(2):3.

[5]史兴波.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].砖瓦,2021(5):2.

[6] 刘凯.BIM 技术在公路桥梁施工管理中的应用方法研究[J]. 工程设计与施工,2023,5(8):19-21.