BIM技术在桥梁施工中的应用方案

一、BIM技术在施工阶段的应用分析

1.1桥梁施工采用BIM技术的价值分析

建筑信息模型(BIM)技术正在引发工程建设领域的一场彻底的技术变革，基于BIM技术，对设计方可实现集成化设计、优化设计、创新设计等，对施工方也可带来极大的价值，具

体主要体现在：

（1）对设计方案和设计图纸的复核

由于用于施工的BIM模型是各专业的集成模型，各模型组装在一起后就可以进行不同专业模型之间的碰撞检查，这样就可以及时发现设计问题，同时，施工方还

可通过整体模型了解整个设计意图，考虑施工的可行性，以便及时协调方案的修改，降低施工难度和成本。

（2）施工方案的可视化

可以方便地将3D设计模型与施工计划、材料成本等进行关联，形成施工信息模型，该模型可以动态地模拟施工过程，施工人员可以方便地从视觉上检查施工方

案的可行性、正确性，或者比较不同的施工计划，优化和选择最佳施工方案以控制

施工风险、降低施工成本。另外，施工模型还是各参与方交流的重要手段，通过模

型演示施工流程，便于各参与方了解各阶段的工作。

（3）为业主提供完整的竣工模型

在施工阶段中对设计模型不断扩充施工信息，如施工计划、材料信息、供应商信息等等，在施工完成后，还可对将竣工图纸保存到BIM模型中，这就形成了业

主真正需要的竣工模型，便于后续的运营维护工作。

1.2BIM技术在施工阶段应用的难点分析

（1）建立精确的、完整的三维设计模型，并交付给施工阶段

由于三维设计是一个集成化设计，需要将各专业或各分包商的设计模型组装在一起以形成完整的设计模型，因此，既要考虑选择适合各专业设计要求的三维设计

软件，又必须考虑个专业软件的文件格式，各专业完成的子模型必须格式一致或数

据兼容，这样才便于模型的组装。

（2）施工资料的管理与使用

施工项目规模大，涉及到设计、监理、施工、供应商、分包商等众多单位，彼此之间的信息沟通十分复杂，产生的文件和数据数量惊人，图纸、说明书、报表、

合同、变更单、施工计划表等，包含的信息量大，如何高效地传递并保证权限受控、版本一致、历史记录有据可查，是必须要解决的问题。

（3）参与方的协同工作管理

参与方众多，而且可能工作地点不同，既有内业工作，也有现场工作，如何保证在不同办公地点、不同单位的所有人员能够协同高效地工作，并且基于统一的

BIM模型，完成整个施工阶段，形成完整地竣工BIM模型，这种工作模式的改变

是采用BIM技术施工必须考虑的问题。

（4）施工控制、监测

桥梁施工技术复杂，风险大，既需要考虑利用BIM技术模拟施工过程和施工现场，以降低施工风险和成本，也应对某些特定结构的施工进行监测，及时发现施工中的问题，并利用BIM模型进行分析，比较与设计模型的误差，及时调整构件的

制造尺寸、施工位移等。

二、Bentley面向桥梁施工领域的解决方案

Bentley面向桥梁施工的大致实施流程如下：

1.利用各类建模工具重建桥梁的三维模型；

2.将各专业建立的三维模型组装成i-model格式的总体模型；

3.利用ProjectWise管理施工项目的所有相关文档和模型；

4.制订施工计划，利用MicroStation等软件对三维模型按施工阶段进行分割；

5.将分割后的模型与相关的施工信息进行关联，形成虚拟施工模型；

6.基于施工模型进行施工模拟、施工分析、施工管理等。

以下是Bentley面向桥梁施工领域解决方案的总体构架图：

主要相关产品功能如下：

三、本项目BIM应用核心问题的解决方法

1.桥梁BIM模型的重建

由于设计阶段没有采用BIM技术，设计方不能提供该桥的三维模型。该桥的结构形式较为复杂，主跨为钢箱梁单跨悬索桥，主塔为门式框架结构，引桥为连续箱梁和连续刚构，因此，本桥将使用多种工具软件来建立三维模型。

1）使用PowerCivil作为模型的总装平台

PowerCivil是Bentley土木行业的BIM平台，利用PowerCivil可建立地面数

字模型、路线三维模型等，在PowerCivil中确定个墩台位置等，其他工具建立的

子模型将按路线位置、墩台位置组装在一起，最终形成完整的由桩号高程信息的桥

梁三维模型。

2）使用MicroStation建立主跨模型

MicroStation是一个通用的信息建模工具，利用MicroStation可以创建该桥

特定结构的建模，如主跨钢箱梁、索结构等。

以下是安徽省交通规划设计院利用MicroStation完成的部分箱梁模型和图纸。

3）使用BridgeMaster建立连续箱梁及连续刚构引桥模型

利用BridgeMaster可以很快地在二维上完成连续箱梁和连续刚构的详细设计，并可直接将设计模型输出到PowerCivil中自动生成桥梁构造和钢束模型，如下图：

4）使用Proconcrete建立三维普通钢筋模型

Proconcrete是一个参数化的三维配筋软件，可实现任意混凝土结构的三维配筋模型的建立，并可做碰撞检查。

5) 利用Prosteel可进行钢结构的设计

Prosteel可以完成钢结构的三维建模、计算分析和详图。

由于Bentley的这些建模工具全部生成的是DGN模型文件，所以模型组装和数据互用不存在问题。

2.施工资料的管理

本项目涉及的文件、图纸、模型、说明书、合同、变更单、施工进度计划等繁多，通过ProjectWise可以保证所有资料分类管理、高效传递、权限受控、版本一致、历史

记录有据可查。

各类资料还可以方便地发布到Web端或移动设备端，便于业主等相关人员的查看。在施工现场也可方便地通过移动设备查看、

查找相关资料。

3.参与方的协同工作管理

施工项目涉及到业主、设计方、监理、

供应商、分包商等众多单位，如何让项目信

息在各方准确及时地传递，如何让各方按照

规定的步骤、模式去协同工作，避免合作上

的问题，提高合作效率，这是项目实施过程

中必须考虑的问题。以前的交流合作主要基

于图纸和相关文件，而且是相互之间多对多

的交流配合方式，采用BIM技术后，各方可

以基于整个项目的BIM模型来进行沟通和合

作。ProjectWise为参与方提供了一个协同平台，其管理的内容核心就是项目的BIM模