1.江西省交通设计研究院有限责任公司江西省南昌市330000；2.3.江西省高速公路投资集团有限责任公司
摘要：桥梁工程的设计与施工是一项精确且复杂的系统性工程，建筑信息模型（BIM）的引入，有助于提高桥梁工程设计与施工的质量和效率。本文从分析桥梁工程设计与施工的特点入手，从工程的设计和工程的施工两方面提出了基于建筑信息模型下的优化方案，在保障项目质量和安全的基础上，有效减少返工、提高工程效率。
关键词：建筑信息模型（BIM）；桥梁工程设计；桥梁工程施工
随着城市规模的不断扩大，城际之间的联系日益密切，为了为推动物流行业的发展以及满足人们的日常出行需求，大量的桥梁工程项目有序推进。桥梁工程项目的建设需要考虑到诸多情形，从周密的工程计划到项目周边的生态环境，无一不需要加以足够重视。传统的桥梁工程在设计和施工中主要依靠传统的二维图纸，但随着桥梁工程的设计和施工中的技术含量不断增加，一方面仅仅凭借二维图纸很难将复杂的桥梁构件表达清晰，另一方面复杂的图纸容易增加图纸使用者的识别难度。在这个过程中如果双方缺乏足够的沟通，就容易造成不必要的返工，降低工作效率的同时增加了人力成本。
1973年的全球石油危机，使得资源消耗巨大的美国开始考虑如何提高各个行业的效益，1975年Eastman教授为了提高工程的建设效率提出了建筑工程的可视化和量化分析，这便是BIM理论的初衷。该项理论经过西方的实践与推广，不断完善成熟，近年来我国也在不断加强BIM的理论实践与创新，在建筑工程项目中取得了显著成效。BIM在为建设项目的设计与施工提供有效的支持的同时，还通过平台建设方便项目的各参与方之间的有效沟通。
1桥梁工程设计与施工特点
桥梁工程构件多、结构设计复杂化。随着桥梁工程建设难度的不断增加，于是通过增加相关构件种类来满足桥梁工程的特殊需要，不同构件之间结合处往往是问题的多发处，如不同型号钢筋之间的匹配问题、连接件之间的冲突情况。一些问题并不能通过传统二维设计图纸进行有效检测及识别，往往是在施工过程中暴露出来，这样就会增加返工，严重影响工期；此外，即便是经验丰富的检验者发现了二维设计图中存在的问题，在原有图纸上修改也存在相当的难度。
预制构件多且体积、质量都在增加。目前桥梁工程施工时间较以前都大幅度缩减，无论是钢结构桥还是钢筋混凝土桥其中一项重要原因就是工程中采用了大量的预制构件，一旦预制构件的尺寸出现问题，这一批的预制构件就需要重新定制，对桥梁工程的工期造成拖延，增加建造成本。另外预制构件的体积和重量都非常大，因此在预制构件的生产、运输以及吊装环节也很容易出现问题。
施工环境复杂、变换性强。由于桥梁项目和项目所处地区环境都具有单一性，也就是说，不同地区环境下的桥梁工程之间可以相互学习借鉴的地方非常有限，因此对于工程师而言每一项工程所面临的都是新的挑战。比如跨海桥梁、跨峡谷桥梁、冻土地区桥梁、野生动物地区桥梁等等，因此要针对每一地区的环境气候特点设计相关施工方案，一旦预估判断出现错误难免要承担安全问题、工期拖延以及成本增加等严重后果。
2基于BIM的桥梁工程设计优化
桥梁工程设计主要包括桥梁工程的初步设计与技术、施工设计。传统的二维设计图纸在设计和解读环节存在诸多风险，三维建模技术能够克服二维设计图纸长期存在的缺陷，更准确、高效、直观地反应各构造项目之间的位置和尺寸关系，由于三维建模技术在桥梁施工应用中还不是很成熟，因此需要BIM技术将传统二维图纸转化三维模型，在此基础上完成桥梁工程设计的分析与优化。
左图展示了基于BIM技术的桥梁工程设计优化流程。首先，根据收集整理的二维图纸建立三维模型。然后利用BIM技术对三维模型展开比较或是检测分析，相应的结果和问题反馈给相关人员。三维图纸会不断得到修整，直到BIM技术检测不到相关问题存在为止。通过这种方式，可以在施工未开始的阶段就将图纸会产生的问题进行处理，减少返工、降低成本。
2.1BIM初步设计
所谓初步设计，其主要任务就是明确桥式方案和总体结构，比如桥梁平面、立面、断面的布置，上述的布置关系到桥梁的位置以及上下部结构等问题。在方案的选择与确定中，不同决策主体会出现分歧，影响决策效率。利用BIM技术，设计师可根据各种设计构想，进行数字化、参数化三维建模。通过BIM技术生成的平面图、立面图和断面图等多样表达，更方便直观地对比出方案的优缺点。此外，BIM技术可为参与方提供沟通与协作的平台，在场外便可分析讨论这些设计构想的可行性。
2.2BIM与技术、施工设计
技术与施工设计是初步设计的延续，即通过对已确定好的方案开展施工。BIM模型逻辑提供了高效的优化手段。利用BIM软件的设计冲突分析功能所生成分析报告，可以直接发现设计问题，方便后期的图纸修改、再建模、再检测，直至全部解决设计问题。整个设计优化过程是一个循环过程：设计—建模—检测—修改（设计），这将大大减少设计人员的重复劳动和错误率。
3基于BIM的桥梁工程施工优化
3.1施工工序优化
BIM技术和模拟技术的综合利用，能有效将三维模型与施工方法进行结合，完成桥梁施工工序的模拟。期间，能够及时进行施工方案修改与再模拟，直至在施工之前获得可行的、高效的施工方案，从而确保施工的顺利进行，保证工程质量。
3.2施工进度优化
BIM技术和模拟技术的综合利用，将桥梁三维模型和进度计划集成起来，实现基于时间维度的施工进度模拟。其一，以不同长度的时间为单位，对工程施工进度进行模拟，根据实际情况制定施工方案；其二，可以有效针对工程重难点部分采用可视化模拟。协同各部门分工安排，保证施工进度的同时，达到资源优化配置的目的。
3.3施工管理优化
首先，改变了传统的被动管理，即之前的管理模式是在施工过程中发现计划与施工漏洞，然后再去实施不救措施，这样严重造成工期拖延，增加施工成本，浪费宝贵资源。BIM技术的引进可以在图纸设计环节中，就及时发现问题并予以修改，做到问题的早发现、早解决。
其次，BIM技术的可视化施工过程，可对施工过程给予实时指导，从工艺、流程，到各部门之间的协作及安全隐患的排查，在提高施工管理水平和安全水平的基础上，更高效完成施工计划。
参考文献
[1]李红学，郭红领，高岩，刘文平，韦笑美.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J/OL].工程管理学报，2012，26（06）：48-52.
[2]李恒，郭红领，黄霆，陈镜源，陈景进.BIM在建设项目中应用模式研究[J].工程管理学报，2010，24（05）：525-529.
作者简介：朱海涛（1982-），男，汉族，籍贯：江西省丰城市，学历：硕士，研究方向：路桥、计算机、BIM