基于BIM的桥梁施工进度的模拟分析

基于BIM的桥梁施工进度的模拟分析
摘要：本文详细介绍了BIM的背景和特点，阐述了BIM在桥梁工程中的应用潜力。

通过介绍目前桥梁施工进度管理的现状，结合BIM三维基础模型，分析了
4D施工进度模型对于桥梁施工进度管理的优势和桥梁4D进度管理的具体内容。

最后，本文以Microstation软件为基础，阐述了实现4D施工进度的步骤与方法。

通过对桥梁的施工进度的模拟分析，以达到保证质量的情况下对于施工工期的合
理控制。

关键词：桥梁工程；BIM技术；施工进度
0引言
BIM最早在建筑工程行业盛行[1-2]，目前，已经扩展到了很多的建筑工程行
业中,但是BIM在桥梁施工中的应用是比较晚的，借鉴BIM在建筑工程中的应用，利用BIM技术对桥梁设计及施工过程进行全面的掌控，以便更好的控制和提高桥
梁工程的设计合理性、施工质量以及把控桥梁的施工进度。

目前，我国将BIM技
术应用在桥梁施工阶段的案例较少，为了解决在设计时不能全方面顾及实际施工
而带来的影响，本文发掘BIM技术在桥梁施工阶段的应用，通过对桥梁施工进度
的模拟分析，达到对桥梁施工阶段进度的事前控制，从而更好的确定施工工期，
保证项目的按时运营。

1 BIM的特点
一个完善的信息模型，能够将桥梁项目全寿命周期内不同阶段的数据、过程
和资源连接成一个整体，包含的数据信息能被项目各参与方有效的利用。

一个完
善的信息模型，具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致
性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。

BIM是一种三维数字技术[3-4]，它是对建筑工程项目中存在的各类信息的一
个集成模型，也就是对工程实体及功能特性的数字化表达。

利用BIM可以将工程
项目的设计信息整合到可以共享的三维模型中，不同的设计工作者能够共享这个
三维信息模型进行设计协同，也就是通过这个三维信息模型能够对其他工作者的
设计动态进行查看，若出现相互矛盾的地方便能够及时修改设计。

BIM技术可以
分为两个层次。

第一层次是以模型为核心，重点在于对模型的使用，称之为BIM
模型技术；第二层次是在第一层次的基础上，更多地纳入了数据的采集、组织、
利用的技术，种类较多，很多技术与模型无关，但可以与模型技术配合、集成后
发挥作用，模型在其中主要作为一部分输入数据。

利用模型可以进行一些分析研究，以提高工程项目的相关工作。

2桥梁施工进度管理现状
对于桥梁工程而言，它的施工是一个连续动态的过程，在这个过程中受到很
多外界环境因素的影响，再加上施工过程周期长，桥梁结构愈加复杂，因此加重
了对桥梁施工管理的工作负担。

施工横道图是传统桥梁工程施工进度管理中常用
的方式，依据横道图中的进度计划进行施工，当实际施工过程中与计划存在偏差
则采用纠偏措施对进度进行纠正。

目前很多工程项目中均采用横道图进行施工进
度管理，但是由于横道图太简单，不能描述复杂的计划安排，不便于调整计划，
对于各工作与时间的关系以及施工动态的表达不够直观。

如果在管理过程中出现
纰漏则会影响整体施工进度，延误工期，造成本可避免的经济损失。

3基于BIM技术的桥梁4D进度管理
利用BIM技术在桥梁施工进度中的模拟分析，需要先依据桥梁的设计说明、
施工设计图纸、挂篮悬浇连续箱梁的施工方案等基础资料，建立桥梁的结构模型
以及桥梁施工阶段涉及到的各种临时构件模型。

然后再使用软件建立该变截面连
续箱梁桥各结构模型以及施工阶段使用的临时构件模型。

对于传统施工行业中粗犷的进度管理模式而言，BIM技术的出现无疑给这个
行业带来了巨大的改变和发展。

通过BIM与施工进度计划的相链接，将空间信息
与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确、动态地
反映整个施工过程。

4D模型是将BIM等级模型与进度关联，那么在进行施工过
程动态展示的时候便能掌握每一模型所关联的时间维度，也就能够快速的对任一
模型在特定时刻下的施工状态，对施工进度进行模拟，及时的调整施工进度不合
理的地方。

此外，在实际施工过程中，也可以利用4D模型中包含的施工进度计
划与实际施工进度进行比较，出现偏差时能够快速采取纠偏措施。

基于BIM技术对施工进度进行管理时，也就是将3D模型与时间维度进行一
一对应，赋予3D模型时间信息，首先需要分解施工的工作，得到分部分项工程，且与3D模型对应；然后根据分部分项工程的施工顺序，赋予各项工作的计划开
始时间（起点）、计划完成时间（完成）；最后得到4D模型，可进行施工进度
模拟。

4桥梁进度模拟
桥梁的施工进度管理工作是非常重要的，根据建立的桥梁三维结构模型、施
工子模型等，对桥梁的施工进度进行更加深入的模拟。

利用BIM技术实现在桥梁
4D施工进度管理中的应用，首先需要对施工工作进行分解，然后再基于软件进行进度模型的建立。

4.1施工工作分解
主桥结构分为下部结构与上部结构，下部结构包括桩基础、承台、墩身，上
部结构包括箱梁、桥面板。

桥梁工程在进行施工时，一般由下往上，先基础后墩台，最后进行梁体的施工。

4.2基于Microstation的4D进度模型的建立
使用在Microstation软件中建立的桥梁三维模型与相应的进度信息进行关联，这里有两种方法。

一种是直接在Microstation软件中手动输入进度信息；另一种
就是利用外部已有的进度计划横道图以日程的形式导入进Microstation中。

完成
模型关联进度信息后，可对各项工作对应的显示颜色进行设置，如可设置工作开
始时的起始颜色，工作结束时的颜色，可对正在进行的工作设定颜色的显示透明度，还能设定各项工作的实际开始/完成时间，最早开始/完成时间，最晚开始/完
成时间等，当进行进度模拟时，若有工作出现与进度计划不符时则会显示出来。

本文使用Microstation中Animation进度工具，根据大桥施工工作分解的内容，手动将施工进度计划输入其中，如果对某项工作有特别的要求，可添加描述栏以
进行相应说明，从图中可知，在输入完各项信息后，工程的总体进度计划会以横
道图的样式显示出来。

在完成了4D施工进度模型的建立之后，可对本桥梁工程的主桥施工以及一
个梁段挂篮施工进行模拟，该施工进度模拟以动画的形式展现，通过模拟的动画
施工人员可以看到在进行的不同的施工工作。

结合4D施工进度模拟，在实际施
工开始前能提前对施工过程进行演示，预先掌握整个施工流程，对不合理的施工
方案做出调整，更好的控制关键工序，避免实际施工时出现进度延误。

而在实际
施工中，可以利用4D施工进度模拟比较施工进度计划与实际施工进度，那么对
于出现偏差的施工进度也能够做出及时的调整，进而全面监控施工进度。

基于
BIM技术的4D施工进度模拟相对于传统施工单位的施工进度管理方式有很大的改变，对施工方案预先进行模拟，有效的避免了实际施工中一些风险的发生，全方位的监控施工进度，因此在实际施工中值得进行推广。

5结语
基于BIM技术的4D施工进度模拟能够提前对施工过程进行演示，提前发现施工中可能发生的问题，对施工方案进行比选，从而编制合理的施工进度计划，对施工进度进行实时的监控管理。

4D施工进度模拟对整个工程的施工进度、资源和质量进行了统一的管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。

参考文献
[1]王蓉.ＢＩＭ技术在五通岷江特大桥连续钢桁梁施工中的应用研究[D].重庆交通大学，2017
[2]张建平，李丁，林桂瑞，颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012，（16）：10-17
[3]洪磊. BIM技术在桥梁工程中的应用研究[D] .西南交通大学，2012
[4]贺灵童.BIM在全球的应用现状[J].工程质量，2013，31(03)：12-19
作者简介：赵圆圆，女，硕士。

E-mail:935687793@。