BIM技術與智慧橋梁摘要：科學技術和互聯(lián)網的發(fā)展，推動著大數(shù)據(jù)時代的來臨。大數(shù)據(jù)和網絡技術是工程項目管理的新生產力，以BIM、物聯(lián)網、云計算等為代表的新一代信息技術與傳統(tǒng)行業(yè)的不斷融合，促使智慧橋梁應運而生，積極助推工程項目管理向科學化、智能化方向發(fā)展。關鍵詞：橋梁；BIM技術；智慧橋梁隨著我國橋梁技術的快速發(fā)展，結構新穎、美觀和諧的橋梁設計，跨度長、體積大、荷載重、運營速度快、乘坐舒適，更重要是新技術、新材料的應用，建設周期短，都表明我國建橋水平已躍升于世界先進行列。1橋梁工程現(xiàn)有管理模式目前，橋梁工程管理模式以“設計-施工-管養(yǎng)〃為主。面對不同管理者，相關信息在傳遞過程中可能出現(xiàn)失真甚至丟失的現(xiàn)象。設計階段以二維圖紙作為信息載體，不易攜帶、傳遞和保存，且非專業(yè)人士較難理解。施工階段關鍵工序采用傳統(tǒng)施工機具，效率偏低且人為因素影響大，施工信息溝通協(xié)調不足、追蹤性差。運營管養(yǎng)階段主要依靠人工巡檢和定期檢定，很難將設計、施工及各種監(jiān)（檢）測數(shù)據(jù)進行聯(lián)動分析。2建設智慧橋梁的意義建設智慧橋梁需要從項目全生命周期角度出發(fā)，以BIM技術為核心，以移動互聯(lián)網等先進信息技術為手段，通過打破信息斷層，有效控制工程信息的采集、加工、存儲和交流，構建信息的創(chuàng)造、傳遞、評估和利用的良性循環(huán)機制。實現(xiàn)智慧設計、智慧建造和智慧管養(yǎng)，支持決策者對項目進行合理的協(xié)調、規(guī)劃和控制，進而不斷提升橋梁技術創(chuàng)新、信息化和智能化水平。BIM與智慧設計3.1參數(shù)化建模通過控制多類型參數(shù)，調整模型中數(shù)據(jù)關系，實現(xiàn)模型的幾何和類型參數(shù)變化，從而適應復雜多變的結構設計，提高建模效率。3.2構件庫和模型庫基于參數(shù)化建模，搭建橋梁構件庫和模型庫，累積標準構件包括幾何尺寸等屬性信息，提高設計效率及質量。3.3BIM模型與FEM分析軟件的銜接結合第三方網格劃分軟件或利用Python，c/c++等編程語言進行二次開發(fā)，開發(fā)與主導有限元分析軟件的無縫接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型無損傳遞，避免重復工作，提高分析效率。BIM與智慧建造4.1數(shù)字化施工目前橋梁建造的生產效率極高，與BIM結合數(shù)字化實現(xiàn)制造方法的自動化分不開。BIM模型直接用于設計環(huán)節(jié)還可以在建造商與設計人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，在設計流程中提前考慮盡可能多地實現(xiàn)數(shù)字化建造。同時，參與競標的建造商共享構件模型，便于建造商根據(jù)設計要求的構件用量編制，更好統(tǒng)一投標文件，有助于縮短招標周期。建造過程中借助物聯(lián)網技術采集關鍵數(shù)據(jù)和信息，實時上傳到管理平臺，實現(xiàn)關鍵參數(shù)量值、關鍵工序質量的有效把控。橋梁許多構件可以異地加工，施工現(xiàn)場實現(xiàn)裝配式安裝，利用BIM模型所包含幾何尺寸、材料規(guī)格等屬性信息，與大型機械設備匹配對接，直接生成下料、加工等信息，省略二次翻圖轉換工序，降低了建造誤差，大幅度提高構件制造的生產率，使得整個建造的工期縮短并且容易掌控。同時標準化構件之間的協(xié)調也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本，提高自動化水平。4.2模擬施工工程施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著工程規(guī)模不斷擴大，復雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復雜。通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。施工模擬技術可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、4D精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質量進行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質量。通過BIM可以對項目的重點或難點部分進行可建性模擬，按月、日、時進行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導措施進行模擬和分析，以提高計劃的可行性；也可以利用BIM技術結合施工組織計劃進行預演以提高復雜建筑體系的可造性。借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地了解整個施工安裝環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和安裝工序，并清晰把握在安裝過程中的難點和要點，施工方也可以進一步對原有安裝方案進行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。此外，BIM可以協(xié)助評標專家從4D模型中很快了解投標單位對投標項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計劃是否基本合理等，從而對投標單位的施工經驗和實力作出有效評估。BIM與智慧管養(yǎng)BIM竣工模型交付在項目完工后的移交環(huán)節(jié)，管養(yǎng)單位需要得到的不只是常規(guī)的設計圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實的設備狀態(tài)、材料安裝使用情況等與運營維護相關的文檔和資料。BIM能將建筑物空間信息和設備參數(shù)信息有機地整合起來，從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。通過BIM與施工過程記錄信息的關聯(lián)，甚至能夠實現(xiàn)包括隱蔽工程資料在內的竣工信息集成，不僅為后續(xù)的管護帶來便利，且在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業(yè)主及項目團隊提供有效的歷史信息。BIM維護計劃在使用壽命期間，結構設施和設備都需要不斷得到維護。一個成功的維護方案將提高橋梁性能、降低能耗和總體維護成本。BIM模型結合運營維護管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低橋梁在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設備還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態(tài)提前作出判斷。BIM災害應急模擬利用BIM和災害分析模擬軟件，可以在災害發(fā)生前，模擬災害發(fā)生的過程，分析災害發(fā)生的原因，制定避免災害發(fā)生的措施，以及發(fā)生災害后人員疏散、救援支持的應急預案。當災害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應對措施，提高應急行動的成效。5.4建病害信息庫實現(xiàn)專家遠程會商針對現(xiàn)場檢查，直接利用移動終端進行數(shù)字化信息采集，實時上傳病害描述、照片和視頻等內容，提高巡檢成果和效率，實現(xiàn)病害的立體展示，而且有利于病害的可持續(xù)追蹤。對運營期間的病害實現(xiàn)分類管理，建立病害信息庫，關聯(lián)有效處理措施及維修養(yǎng)護過程，形成規(guī)范的管養(yǎng)步驟和流程。針對新病害，采取專家遠程會商，及時獲取有效處理措施，并補充和完善病害庫，形成有機良性循環(huán)。6結束語基于BIM技術，搭建多維施工管理系統(tǒng)，完善和集成多個數(shù)字化施工模塊，實現(xiàn)不同階段