近(jin)年來，隨著橋(qiao)梁材料費用與人(ren)工費用的(de)倒掛，鋼(gang)結(jie)構(gou)橋(qiao)梁相對混凝(ning)土橋(qiao)的(de)經濟逆勢逐(zhu)漸減(jian)小，我國逐(zhu)步(bu)開(kai)始(shi)進(jin)入鋼(gang)結(jie)構(gou)橋(qiao)梁的(de)快速發展時期(qi)。但是建(jian)筑施工行(xing)業(ye)的(de)生(sheng)產效率正(zheng)在持續下滑并成(cheng)為建(jian)筑行(xing)業(ye)面臨(lin)的(de)根本性(xing)問(wen)(wen)題(ti)，鋼(gang)結(jie)構(gou)橋(qiao)梁在設計建(jian)造(zao)過程中(zhong)由(you)于(yu)信(xin)息交(jiao)換不及時、不準確的(de)問(wen)(wen)題(ti)造(zao)成(cheng)了大量人(ren)力物力的(de)浪費。
BIM（建筑(zhu)信息(xi)模(mo)型）作為起源于20世紀70年(nian)(nian)代(dai)的美國(guo)的一種基(ji)于最先進(jin)的三維數字設(she)計和工程(cheng)(cheng)軟件(jian)(jian)所構建的可視化數字建筑(zhu)模(mo)型，近年(nian)(nian)來在國(guo)內建筑(zhu)工程(cheng)(cheng)多個(ge)領域(yu)實(shi)現了應用研究(jiu)。北京(jing)奧運會、上海世博會等(deng)大型建設(she)項目成功(gong)地將BIM技(ji)(ji)術(shu)(shu)應用于建筑(zhu)工程(cheng)(cheng)的荷(he)載(zai)分析、圖紙審核(he)、施(shi)工管理、設(she)備維護等(deng)領域(yu)，為BIM技(ji)(ji)術(shu)(shu)在我(wo)國(guo)推(tui)廣提供了條件(jian)(jian)。近年(nian)(nian)來，BIM技(ji)(ji)術(shu)(shu)在橋梁(liang)鋼結構領域(yu)也逐漸推(tui)廣開(kai)來。
以石(shi)濟黃河特(te)大橋(qiao)為例，該橋(qiao)是我國首次采用剛(gang)性懸索加勁(jing)連續(xu)鋼桁梁結構(gou)形式(shi)的鋼結構(gou)橋(qiao)梁，全(quan)橋(qiao)架設桿件數量多、制造(zao)要求精度高，在進度、成本(ben)、安全(quan)及質(zhi)量綜合管理等方面均存在困難。
在經過多方論證(zheng)和(he)精確計算下，該橋采(cai)用(yong)BIM技(ji)術輔(fu)助工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)，有(you)效(xiao)解決了項目設計、制造和(he)施工(gong)(gong)應用(yong)系統之間的“信息斷層”和(he)“信息孤(gu)島”問(wen)題(ti)，實現(xian)工(gong)(gong)程信息共享與集成管理，可(ke)以(yi)極大地避免重復勞動(dong)，提高效(xiao)率。
一是采(cai)用BIM三維實(shi)(shi)體建模(mo)(mo)出圖(tu)進(jin)行深(shen)(shen)化(hua)(hua)設計(ji)(ji)，通過(guo)搭(da)建實(shi)(shi)體模(mo)(mo)型、工藝性優化(hua)(hua)、模(mo)(mo)型校核(he)審查、深(shen)(shen)化(hua)(hua)設計(ji)(ji)出圖(tu)四個階段對全橋模(mo)(mo)型進(jin)行搭(da)建，實(shi)(shi)現所(suo)見即所(suo)得的目標。
二是利用BIM對鋼桁架構件進行數(shu)字(zi)(zi)化(hua)加工(gong)，通過(guo)智能化(hua)切割(ge)下料、復雜節點的(de)(de)虛擬制(zhi)造等環節，實現了(le)從模(mo)型到機(ji)床切割(ge)的(de)(de)數(shu)字(zi)(zi)化(hua)，為(wei)桿件的(de)(de)制(zhi)造制(zhi)定提供(gong)了(le)可靠的(de)(de)依(yi)據(ju)，提高(gao)了(le)工(gong)藝制(zhi)定的(de)(de)效率，保證了(le)桿件的(de)(de)制(zhi)造質量。
三是以全橋(qiao)(qiao)三維(wei)建(jian)模(mo)為基礎，通過鋼桁架桿件整體拼(pin)裝及試拼(pin)裝的自動校(xiao)核，可(ke)以發(fa)現(xian)碰撞、相離(li)等(deng)問(wen)題，從根本上(shang)保證了復(fu)雜鋼橋(qiao)(qiao)構件連接關系的正確(que)性，實現(xian)了橋(qiao)(qiao)位吊裝成橋(qiao)(qiao)線(xian)形。
四(si)是引(yin)入(ru)時間維度實現4D管理，可(ke)以(yi)進(jin)(jin)行虛擬施(shi)工(gong)，并隨時隨地直觀快速地將施(shi)工(gong)計劃(hua)與(yu)(yu)實際進(jin)(jin)展(zhan)進(jin)(jin)行對比，項目各參與(yu)(yu)方對工(gong)程的各種問(wen)題和情況了(le)如(ru)指(zhi)掌。通過BIM技術結合(he)施(shi)工(gong)方案、施(shi)工(gong)模擬和現場視頻監測，有效減少了(le)全(quan)(quan)橋施(shi)工(gong)過程中的質量、安全(quan)(quan)問(wen)題。
石濟黃河特大橋BIM系統的(de)應用(yong)以(yi)制(zhi)造精細、信(xin)息完整、數據(ju)(ju)詳實的(de)信(xin)息模型為(wei)基礎，覆蓋了深化(hua)設(she)(she)計、自動排版(ban)套料、數字化(hua)加工的(de)制(zhi)造全(quan)過程，以(yi)貫穿(chuan)鋼橋場地規劃(hua)、鋼橋架(jia)設(she)(she)和安全(quan)監控的(de)4D-BIM管理系統為(wei)平臺，為(wei)鋼橋制(zhi)造、架(jia)設(she)(she)管理提(ti)供(gong)分析優(you)化(hua)，為(wei)決策提(ti)供(gong)“大數據(ju)(ju)”支持，達到了管理升級、降(jiang)本(ben)增效的(de)目的(de)。
隨著大(da)型復雜鋼結(jie)構橋(qiao)梁項目(mu)的(de)(de)興起以(yi)及BIM應用(yong)軟(ruan)件的(de)(de)不斷完(wan)善，越來越多的(de)(de)項目(mu)參(can)與方在關注和應用(yong)BIM 技術(shu)。目(mu)前港珠澳大(da)橋(qiao)、滬通長(chang)江大(da)橋(qiao)、虎門二橋(qiao)、樂清灣(wan)大(da)橋(qiao)等鋼結(jie)構橋(qiao)梁在項目(mu)設(she)計施(shi)工管(guan)理階段均(jun)嘗試(shi)采用(yong)BIM 技術(shu)，成(cheng)功實現了各(ge)專業(ye)的(de)(de)協同設(she)計、設(she)備材料統計和施(shi)工模(mo)擬、碰撞檢(jian)查等功能。
當前，BIM技術(shu)應用在(zai)橋梁(liang)鋼結(jie)構建設(she)(she)中(zhong)主要體現三個方面(mian)的(de)(de)優勢：一是深化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和優化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)方案。根據設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)圖紙使用 BIM 技術(shu)，為三維(wei)建模調用“構件庫”和“節點庫”，輸入(ru)構件和節點的(de)(de)參數，有利于構件節點的(de)(de)深度設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)，也有利于鋼結(jie)構工程管(guan)理信息的(de)(de)可視化，最(zui)終達到節約成本的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。
二是(shi)實現橋梁的(de)數(shu)(shu)字化制造(zao)應用。BIM技(ji)術的(de)引入，使鋼結構(gou)加(jia)(jia)工制造(zao)流程變得簡單，BIM模型輸出的(de)各類信(xin)息除了能(neng)快速(su)生成加(jia)(jia)工清(qing)單、形成工藝設備路(lu)徑外，在數(shu)(shu)控(kong)切割、復(fu)雜構(gou)件加(jia)(jia)工等工序中的(de)作(zuo)用也尤為顯(xian)著，彌補(bu)了二維CAD指導加(jia)(jia)工的(de)不足問題，完(wan)成了種(zhong)類繁(fan)多、數(shu)(shu)量(liang)龐大(da)的(de)零(ling)部件加(jia)(jia)工任(ren)務，記(ji)錄了大(da)量(liang)構(gou)件信(xin)息、材料信(xin)息。
三(san)是確保(bao)動(dong)(dong)態可(ke)視化的集(ji)成(cheng)施(shi)工(gong)(gong)。BIM技術在施(shi)工(gong)(gong)現場應用主要是施(shi)工(gong)(gong)信(xin)息與BIM模型動(dong)(dong)態關(guan)聯(lian)、集(ji)成(cheng)，結合利用4D-CAD技術，支持動(dong)(dong)態可(ke)視化的模型及(ji)施(shi)工(gong)(gong)方案表達，并隨施(shi)工(gong)(gong)過(guo)程更新及(ji)輔(fu)助項目施(shi)工(gong)(gong)管理，實現對(dui)工(gong)(gong)程進度、質量、安(an)全及(ji)資源的綜合管控。
目前，國內(nei)的BIM技術仍處在應用探(tan)索階段，BIM理(li)論需要結合現(xian)場實(shi)(shi)際(ji)、了(le)解現(xian)場的實(shi)(shi)際(ji)需求，并在應用中解決實(shi)(shi)際(ji)問題，才能(neng)真正發(fa)揮BIM技術的價值。
BIM技術(shu)在橋(qiao)梁鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)工程上的(de)成功(gong)實(shi)踐進(jin)一步拓展了BIM的(de)應用(yong)范(fan)圍，是BIM從(cong)單(dan)純(chun)技術(shu)應用(yong)向與(yu)項目(mu)管理集(ji)成應用(yong)轉化(hua)(hua)的(de)重大里程碑。這種通過計算機方(fang)(fang)式建(jian)立模型與(yu)仿真的(de)方(fang)(fang)式，對降低鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁的(de)深(shen)化(hua)(hua)設(she)(she)計費(fei)用(yong)、縮短工期、準(zhun)確(que)預算工程量等方(fang)(fang)面有實(shi)質性的(de)效果，而且在推(tui)動鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁設(she)(she)計制造施工一體(ti)化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)方(fang)(fang)面有著巨(ju)大的(de)潛在效益。
