基于BIM 技术的桥梁工程监理实践与创新研究

桥梁工程作为交通基础设施建设的重要组成部分，其施工质量与运维安全直接关系到社会公共安全与经济发展。传统的工程监理方式虽然在过去发挥了基础保障作用，但随着工程规模的不断扩大和技术要求的日益提高，传统模式在信息管理、质量控制和风险预警等方面的局限性愈发突出。尤其在桥梁工程这种结构复杂、周期较长的项目中，如何高效地进行施工过程监督与全过程管理成为行业亟需解决的关键问题。BIM 技术以三维模型为基础，整合设计、施工和运维全过程的多维信息，能够为工程监理提供更加直观、全面和科学的数据支撑。近年来，BIM 技术已在国内外建筑工程领域广泛应用，但其在桥梁工程监理领域的系统性实践与创新路径仍有待深入研究和推广。

一、BIM 技术在桥梁工程监理中的应用基础

（一）BIM 技术概述

BIM（Building Information Modeling）技术是一种以三维数字模型为基础，集成桥梁工程全生命周期信息的工程信息管理方法。其核心特点包括三维可视化、参数化设计、信息集成、协同工作以及全周期管理 ^[1]∘ 。在桥梁工程领域，BIM技术不仅服务于结构设计阶段，还贯穿施工监理与运维管理全过程。通过使用 Revit、Navisworks、Civil 3D 等专业软件工具，桥梁工程中的结构尺寸、混凝土强度等级（如 C50、C60）、钢筋规格（如 HRB500 25 mm）以及关键施工工序均可以实现数字化和精细化管理，显著提升信息传递效率和工程管控水平。同时，BIM 平台能够支持模型数据与施工进度、成本控制、安全监测等多维信息的深度融合，为监理工作提供科学决策依据与全面的技术支撑。

（二）桥梁工程监理的基本内容与流程

桥梁工程监理涵盖施工准备、施工过程控制和竣工验收三个阶段，主要职责包括质量控制、安全监督、进度管理、合同执行监督和工程资料归档管理。传统监理模式主要依赖纸质文件与人工现场巡检，其存在信息传递滞后、施工质量监管盲区多、进度控制缺乏实时性以及竣工资料管理混乱等突出问题。例如，设计变更审批流程中，单靠纸质图纸常导致周期延误超过 7 天；现场质量检查过程中，工序繁多易造成隐患遗漏；进度管理依靠人工报表，误差率常超过 10% ；资料管理中存在重复记录、信息丢失等现象，严重影响工程监理工作的专业性与权威性。

（三）BIM 技术赋能桥梁工程监理的优势

在桥梁工程监理过程中引入 BIM 技术具有明显优势，首先体现在信息集成与数据共享方面。通过统一建立桥梁 BIM 模型，集成结构信息、施工工序、材料参数及人员安排，并与工程管理平台对接，实现监理、设计、施工多方实时信息共享 [2]。其次，可视化监理与进度管理功能尤为突出，通过 4D BIM 模型将时间与空间信息同步呈现，监理工程师可以利用移动终端随时查看施工状态并进行计划对比，大幅度减少进度延误风险。以 Navisworks 为例，其碰撞检测功能能够提前发现施工模型中 50% 以上潜在冲突。最后，BIM技术具备风险预警与问题追溯优势。结合物联网与传感设备，关键节点如混凝土浇筑温控、桥梁伸缩缝设置和预应力张拉工艺等实现实时监控，当监测数据超出设定阈值时自动触发预警，并通过模型溯源追踪至具体责任人和工序，大幅提高监理响应速度和整改效率。

二、基于BIM 技术的桥梁工程监理实践分析

（一）BIM 在桥梁工程施工阶段监理中的应用

在施工阶段，BIM 技术主要用于施工计划与进度控制、施工质量监控以及安全管理。通过将 P6 进度管理软件与 Navisworks 仿真软件集成，形成详细的分项工程 4D 施工模拟，包括桩基、承台、墩柱、盖梁和主梁等各主要工序节点，清晰标注施工顺序、时间周期与资源分配。例如，某特大桥项目采用 BIM 优化施工方案后，总体工期缩短约 8% ，人力成本和材料浪费明显减少。在质量监控方面，监理人员通过 BIM 平台远程查看桥梁构件尺寸与施工工艺，如墩柱钢筋偏差不得超过 5mm ，混凝土强度等级必须符合设计要求，如 C50 及以上，同时结合二维码与 RFID 标签技术实现现场构件信息实时录入与核查，提高数据准确性与溯源能力。施工安全管理方面，结合 BIM 与物联网设备，对模板支撑系统（如满堂支架）与吊装设备（如 200 t 履带吊）实时监控关键参数，包括位移、应力、倾斜角度等，平台设定预警阈值，一旦模板沉降超过允许值 10mm 或吊装设备受力异常，系统自动发送预警通知至监理与施工管理团队，确保施工现场安全风险可控。

（二）BIM 在桥梁工程设计阶段监理中的应用

在设计阶段，BIM 技术被广泛应用于模型审查、设计变更管理以及设计施工信息对接。监理单位利用 Revit、Tekla 等 BIM 软件对设计图纸与三维模型进行全面审核，如检查梁板钢筋配置密度、桥台抗滑稳定性、主梁配筋布局合理性，并利用 Navisworks 软件进行碰撞检测，结合模拟动画提前发现设计冲突问题。实务中，部分项目监理团队借助 BIM 工具将问题发现周期从传统模式的平均 120 天缩短至 90 天以内。变更管理方面，通过 BIM 平台内置的变更管理模块，所有设计变更以三维模型直观展现，避免传统 2D 图纸信息传递过程中的遗漏与误解。例如，桩基桩径由 1.2m 调整为 1.5 m 时，相关数据直接反馈至施工单位模型与进度管理系统中，实现信息同步更新。设计与施工信息对接方面，采用 IFC 标准实现模型互导，确保设计、施工及监理单位所用模型数据一致，提高工程整体协调性与工作效率，减少信息误差带来的施工返工风险。

（三）BIM 在桥梁工程运维阶段监理中的应用拓展

BIM 在运维阶段主要应用于桥梁结构健康监测、维保信息管理以及智能运维平台建设。通过在桥梁 BIM 模型中嵌入各类智能传感系统，实时监测桥梁结构的应力、位移、温度及其他关键指标[3]。例如，某高速公路大桥通过监测风速超限（ >20m/s ）自动触发预警机制，并联动启动交通管制预案，有效保障桥梁与车辆安全。维保信息管理方面，BIM 模型内嵌详细的桥梁构件维护周期及维修记录，如伸缩缝更换周期 5 年、支座检查周期 6 个月，监理单位依此安排定期巡检计划，并通过移动终端现场录入维保数据，形成完整的维保档案库。智能运维平台方面，依托BIM+GIS 技术，结合无人机巡检与激光扫描等手段，建立覆盖桥梁本体及附属设施的资产管理系统，如广东某跨江大桥通过统一平台对主桥、副桥及附属设施全生命周期信息集中管理，显著提高运维效率，缩短运维响应时间，减少因信息不对称导致的资源浪费与管理漏洞。

（四）典型工程案例分析

以某两用大桥项目为例，全面采用 BIM 技术进行全过程监理管理。项目团队建立了包含全桥 4D 施工计划与 5D 成本控制的综合 BIM 模型，覆盖桩基、主塔、钢桁梁、斜拉索等全部关键构件，并将模型与现场进度同步更新。监理团队每日对比实际施工进度与BIM 模型进度，结合无人机航测数据与激光点云扫描成果进行三维比对，确保进度偏差严格控制在 ± 3% 以内。质量方面，对主塔钢结构安装环节采用毫米级激光扫描仪实时进行形变监控，重点监测索塔节点板、缆索锚固系统等关键部位，误差控制在 2mm 以内，有效防止结构变形超标。安全监控方面，桥梁关键受力构件通过嵌入传感系统实时上传应力、位移等数据，监理人员通过 BIM 平台集中监控。最终，该项目通过引入 BIM 监理体系，实现了监理成本降低约 12% ，人工投入减少约 25% ，设备利用率与管理效率均有明显提升，全面展示了 BIM 技术在现代大型桥梁工程监理领域的实际应用价值与显著成效。

三、基于BIM 技术的桥梁工程监理创新路径研究

（一）桥梁工程监理模式的创新趋势

桥梁工程监理未来将更加注重智能化、数字化和系统化，逐步取代传统依赖人工经验和纸质文件的管理方式。传统单点式巡查监理模式，在大型桥梁项目中难以做到实时响应和全过程精准控制。而以“BIM+ 物联网+ 人工智能”协同监理体系为核心的新型模式，正在成为行业发展趋势。通过云平台，设计、施工、监理和运维各方能够实现施工进度、材料使用、质量检测等数据实时共享与动态更新。同时，结合人工智能算法分析海量监测数据，实现施工过程风险预测、异常情况自动预警与决策支持。例如，在贵州某山区高速桥梁项目中，监理单位通过部署应力与位移传感器，结合 BIM 平台及 AI 分析系统，提前两周预警发现索塔基础沉降趋势异常，有效避免了重大结构风险。

（二）桥梁工程监理组织架构与管理机制创新

要实现 BIM 技术在桥梁工程监理中的深度应用，监理企业必须完善内部组织架构，建立由 BIM 建模工程师、结构专业工程师、信息化管理专家、运维分析人员组成的综合型团队。这类团队不仅负责模型建立与更新，还需对施工现场实际情况与模型数据进行动态对比与问题协调。同时，企业需投资建设 BIM 监理平台，配备高性能服务器、专用工作站及现场移动终端设备，并引入主流 BIM 软件如 Revit、Navisworks、BIM 360 等。平台需具备模型共享、进度跟踪、质量追溯和问题反馈等核心功能 [4]。此外，行业亟需制定完善的技术标准与工作流程，例如明确施工阶段 BIM 模型精度应达到 LOD 350，细节需包括钢筋布局、预埋件定位等；运维阶段达到LOD 400，包括传感设备布设、监测点位标注等。在天津某跨海大桥项目中，通过设立专门 BIM 监理部门和完善平台建设，实现了施工现场与监理平台数据每日同步更新，有效提升了工作效率和管理规范性。

（三）桥梁工程监理技术手段创新

随着信息技术的发展，桥梁工程监理正在向多维信息集成与智能分析方向升级。未来监理工作将不再局限于单一数据或单一系统，而是通过 BIM 平台整合施工进度、质量检查记录、成本信息、安全监控视频与传感器数据等多项内容，实现全过程、一体化管理。这种平台需支持与 ERP 系统、质量检测系统以及智能设备 API 接口对接，打通信息孤岛，形成统一的数据链。基于机器学习的质量预测系统也将成为主流配置 [5]。例如，系统可自动分析每日施工日志与传感器数据，预测下一阶段可能出现的质量隐患，提前提醒监理人员重点巡检部位。裂缝自动识别技术已在部分城市桥梁巡检中实现应用，通过安装在无人机或移动终端上的 AI 图像分析模块，实现裂缝位置、长度、宽度自动测量与建模。数字孪生技术作为 BIM技术的重要延伸，将通过与实际桥梁实时同步的数据流，打造完全一致的虚拟桥梁模型，实时反映结构健康状态。深圳某智慧桥梁管理平台已在重点桥梁实施数字孪生监控系统，成功实现桥梁状态24小时动态监测与异常预测。

（四）桥梁工程BIM 监理推广路径与建议

推动桥梁工程 BIM 监理模式的全面普及，既需要政策引导，也需要企业能力建设与技术标准体系的完善。建议相关政府部门设立专项支持资金，对采用 BIM 监理技术的项目给予政策和财政补贴，并推动制定行业统一的《桥梁工程 BIM 监理标准》和《BIM 监理信息化平台建设指南》。企业方面，应积极投入 BIM 人才培训体系建设，建立内部培训基地与长期培训机制，结合岗位要求开展针对性培训和职业资格认证。例如，北京某监理集团已与高校合作开设“桥梁 BIM 监理实务”课程，结合实训平台提高人员实操能力。此外，推动国产 BIM 监理软件平台的研发与应用，有助于降低企业应用成本，避免依赖国外软件可能带来的兼容性与安全性问题。在江苏某地方交通项目中，采用国产 BIM 监理平台后，平台维护费用下降 30% ，系统稳定性和数据安全性明显提高，取得了良好的示范效应。这些举措将共同促进 BIM 监理模式在全国桥梁工程建设领域的规模化、标准化推广与应用。

总结：BIM 技术在桥梁工程监理中的应用，已从理念探索逐步走向实际落地。通过将三维建模、进度控制、质量监测和信息集成有机结合，BIM 不仅提升了桥梁工程监理的工作效率，也显著优化了施工质量和安全管理水平。实践表明，基于 BIM 的桥梁工程监理模式能够实现全过程动态管理、风险预警与问题追溯，有效减少资源浪费和管理成本。同时，围绕 BIM 监理模式的组织架构、技术手段与推广机制，行业仍需持续创新和完善。未来，借助物联网、人工智能和数字孪生等新兴技术，桥梁工程监理将进一步朝着智能化、系统化方向发展，助力我国交通基础设施建设水平迈向更高阶段。

参考文献

[1] 吴洋 .BIM 技术在建设工程监理中的应用现状 [J]. 矿业工程，2022，20（04）：60- 62.

[2] 朱志刚. 基于BIM 技术的信息化监理方法研究[J]. 工程建设与设计，2024，（07）：148- 150.

[3] 王璇，陈曦 .BIM 技术在建设工程监理中的价值与实践 [J].绿色建造与智能建筑，2024，（04）：74- 78.