近年來(lái)，隨著橋梁材料費(fèi)用與人工費(fèi)用的倒掛，鋼結(jié)構(gòu)橋梁相對(duì)混凝土橋的經(jīng)濟(jì)逆勢(shì)逐漸減小，我國(guó)逐步開(kāi)始進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)橋梁的快速發(fā)展時(shí)期。但是建筑施工行業(yè)的生產(chǎn)效率正在持續(xù)下滑并成為建筑行業(yè)面臨的根本性問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在設(shè)計(jì)建造過(guò)程中由于信息交換不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問(wèn)題造成了大量人力物力的浪費(fèi)。
BIM（建筑信息模型）作為起源于20世紀(jì)70年代的美國(guó)的一種基于最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所構(gòu)建的可視化數(shù)字建筑模型，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)建筑工程多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用研究。北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)等大型建設(shè)項(xiàng)目成功地將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的荷載分析、圖紙審核、施工管理、設(shè)備維護(hù)等領(lǐng)域，為BIM技術(shù)在我國(guó)推廣提供了條件。近年來(lái)，BIM技術(shù)在橋梁鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域也逐漸推廣開(kāi)來(lái)。
以石濟(jì)黃河特大橋?yàn)槔?，該橋是我?guó)首次采用剛性懸索加勁連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)形式的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，全橋架設(shè)桿件數(shù)量多、制造要求精度高，在進(jìn)度、成本、安全及質(zhì)量綜合管理等方面均存在困難。
在經(jīng)過(guò)多方論證和精確計(jì)算下，該橋采用BIM技術(shù)輔助工程施工，有效解決了項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造和施工應(yīng)用系統(tǒng)之間的“信息斷層”和“信息孤島”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工程信息共享與集成管理，可以極大地避免重復(fù)勞動(dòng)，提高效率。
一是采用BIM三維實(shí)體建模出圖進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，通過(guò)搭建實(shí)體模型、工藝性優(yōu)化、模型校核審查、深化設(shè)計(jì)出圖四個(gè)階段對(duì)全橋模型進(jìn)行搭建，實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得的目標(biāo)。
二是利用BIM對(duì)鋼桁架構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化加工，通過(guò)智能化切割下料、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的虛擬制造等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了從模型到機(jī)床切割的數(shù)字化，為桿件的制造制定提供了可靠的依據(jù)，提高了工藝制定的效率，保證了桿件的制造質(zhì)量。
三是以全橋三維建模為基礎(chǔ)，通過(guò)鋼桁架桿件整體拼裝及試拼裝的自動(dòng)校核，可以發(fā)現(xiàn)碰撞、相離等問(wèn)題，從根本上保證了復(fù)雜鋼橋構(gòu)件連接關(guān)系的正確性，實(shí)現(xiàn)了橋位吊裝成橋線形。
四是引入時(shí)間維度實(shí)現(xiàn)4D管理，可以進(jìn)行虛擬施工，并隨時(shí)隨地直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比，項(xiàng)目各參與方對(duì)工程的各種問(wèn)題和情況了如指掌。通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)，有效減少了全橋施工過(guò)程中的質(zhì)量、安全問(wèn)題。
石濟(jì)黃河特大橋BIM系統(tǒng)的應(yīng)用以制造精細(xì)、信息完整、數(shù)據(jù)詳實(shí)的信息模型為基礎(chǔ)，覆蓋了深化設(shè)計(jì)、自動(dòng)排版套料、數(shù)字化加工的制造全過(guò)程，以貫穿鋼橋場(chǎng)地規(guī)劃、鋼橋架設(shè)和安全監(jiān)控的4D-BIM管理系統(tǒng)為平臺(tái)，為鋼橋制造、架設(shè)管理提供分析優(yōu)化，為決策提供“大數(shù)據(jù)”支持，達(dá)到了管理升級(jí)、降本增效的目的。
隨著大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)橋梁項(xiàng)目的興起以及BIM應(yīng)用軟件的不斷完善，越來(lái)越多的項(xiàng)目參與方在關(guān)注和應(yīng)用BIM 技術(shù)。目前港珠澳大橋、滬通長(zhǎng)江大橋、虎門(mén)二橋、樂(lè)清灣大橋等鋼結(jié)構(gòu)橋梁在項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工管理階段均嘗試采用BIM 技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)和施工模擬、碰撞檢查等功能。
當(dāng)前，BIM技術(shù)應(yīng)用在橋梁鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中主要體現(xiàn)三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是深化設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用 BIM 技術(shù)，為三維建模調(diào)用“構(gòu)件庫(kù)”和“節(jié)點(diǎn)庫(kù)”，輸入構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，有利于構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的深度設(shè)計(jì)，也有利于鋼結(jié)構(gòu)工程管理信息的可視化，最終達(dá)到節(jié)約成本的目的。
二是實(shí)現(xiàn)橋梁的數(shù)字化制造應(yīng)用。BIM技術(shù)的引入，使鋼結(jié)構(gòu)加工制造流程變得簡(jiǎn)單，BIM模型輸出的各類(lèi)信息除了能快速生成加工清單、形成工藝設(shè)備路徑外，在數(shù)控切割、復(fù)雜構(gòu)件加工等工序中的作用也尤為顯著，彌補(bǔ)了二維CAD指導(dǎo)加工的不足問(wèn)題，完成了種類(lèi)繁多、數(shù)量龐大的零部件加工任務(wù)，記錄了大量構(gòu)件信息、材料信息。
三是確保動(dòng)態(tài)可視化的集成施工。BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用主要是施工信息與BIM模型動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)、集成，結(jié)合利用4D-CAD技術(shù)，支持動(dòng)態(tài)可視化的模型及施工方案表達(dá)，并隨施工過(guò)程更新及輔助項(xiàng)目施工管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全及資源的綜合管控。
目前，國(guó)內(nèi)的BIM技術(shù)仍處在應(yīng)用探索階段，BIM理論需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際、了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，并在應(yīng)用中解決實(shí)際問(wèn)題，才能真正發(fā)揮BIM技術(shù)的價(jià)值。
BIM技術(shù)在橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程上的成功實(shí)踐進(jìn)一步拓展了BIM的應(yīng)用范圍，是BIM從單純技術(shù)應(yīng)用向與項(xiàng)目管理集成應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重大里程碑。這種通過(guò)計(jì)算機(jī)方式建立模型與仿真的方式，對(duì)降低鋼結(jié)構(gòu)橋梁的深化設(shè)計(jì)費(fèi)用、縮短工期、準(zhǔn)確預(yù)算工程量等方面有實(shí)質(zhì)性的效果，而且在推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)制造施工一體化建設(shè)方面有著巨大的潛在效益。
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