BIM技术在桥梁工程施工中的应用
摘要：科学技术的发展，促进了我国BIM技术的发展，并在桥梁工程施工中
得到了广泛的应用。

BIM技术拥有传统工作模式以及协同管理模式不具备的优势
特点，本文首先对BIM技术概述，其次探讨了BIM技术在桥梁工程施工中的应用，希望对有类似问题的项目起到一定的借鉴意义。

关键词：BIM技术；桥梁工程；施工
引言
目前BIM技术在工程建设中的应用主要集中在房建领域，在桥梁工程中应用
案例较少。

然而随着桥梁设计计算理论的提高与对桥梁美学的考究，桥梁结构的
结构形式变得复杂，对传统桥梁工程的设计和施工都提出了挑战。

在设计方面，
传统的桥梁工程设计方法是由二维（2Ｄ）图纸来呈现三维（3Ｄ）实体，即通过
各个视图二维图纸来表达其要设计的三维实体。

BIM技术能够通过正向设计即由
三维设计出发，直接建立建筑物的三维模型，在三维模型完成后可以直接从中输
出二维图纸。

1BIM技术概述
建筑信息模型BIM，全称为：Building Information Modeling，是根据建筑
工程、建设项目的相应信息数据在电脑中使用信息化方式建立建筑模型的工具，
它可以通过数字信息模拟实际的环境，最后通过屏幕以三维动画的形式展现出来。

桥梁专业与建筑专业有所区别，桥梁设计师兼顾结构与美学，既是严谨的工程师，又是浪漫的艺术家。

所以在设计阶段有巨大的工作量。

设计时对有限元计算模型
的调整优化需要实际展现在图纸设计中，这个精雕细琢的过程需要反复推敲，经
常需要花费大量的时间，实际上效率较低。

如果能够在一个协同设计的BIM模型
上统一设计，修改调整后，均可通过该模型自动出图，将大大提高设计效率、降
低成本、提高质量。

2BIM技术在桥梁工程施工中的应用
2.1可视化设计与引用
模型漫游：将BIM模型进行整体渲染，制作漫游动画，同时以模型的漫游动
画为基础制作项目简介视频，用于讲解项目、宣传项目形象。

方案优化：用模型
布置施工机械的模拟空间，来验证场地布设、施工路径选择可行性与准确性，避
免塔吊对后续施工造成影响。

视频交底：利用施工技术方案交底视频技术交底，
可将晦涩的技术语言直接用BIM模型进行演示，能有效地将施工技术通过三维模
型传递给施工人员，确保施工计划有序执行。

2.2参数化和特征化
参数化是设计建模的基本模式，在桥梁设计中，每个单元的参数化转化及几
种基本的桥梁形式（即拱桥、梁桥、斜拉桥、悬索桥）的参数化转化都是十分有
必要的。

在大桥、特大桥项目中，除了基础单元要有参数化模型外，特殊的结构
单元也需要实现参数转化。

这些特殊结构单元进行参数化转化是建造桥梁设计模
型的必要条件。

2.3大异形构件工程量计算
锚碇分层量计算：解决了手工计算无法准确计算异型形状还需随方案变化进
行重复计算，导致效率低下、人力浪费等问题。

桥塔分层量计算：桥塔分层浇筑，每层的混凝土量对于材料调度、人员分配、精细化施工至关重要，但本项目桥塔
为异型桥塔，尤其里边还有空腔，人工无法进行精确计算，但用模型来进行解决
就显得很简单，BIM技术与实际施工循环促进，桥塔分层浇筑之后，用实际混凝
土用量与BIM模型算量进行对比，进一步验证、完善、改进BIM模型应用，两者
循环促进，使BIM应用与实际施工更加贴合、更具有指导意义。

桥塔上下横梁内
部空心结构复杂，用人工手算难度大，但其预压质量恰恰取决于混凝土的体积大小，如果人工手算误差较大，导致预压质量不足，就会导致横梁出现质量问题。

2.4施工模拟和施工组织计划
更科学地对工程整体成本进行估算、测量和控制，对人员安排、资金和工程
成本控制进行精确控制，节约了工程施工成本，提高了工程施工质量。

利用BIM
技术的性能效用，可以建立工程安全疏散模型，不仅可以对施工现场进行模拟演练，演示可能发生的安全事故、疏散通道等静态事件，还可以模拟施工人员的疏
散场景，如人员位置、人数、拥挤情况等。

BIM技术可用于施工机具的碰撞检测
和移动路径检测。

通过检查，可确定最优施工方案。

本着降低成本、提高效率的
精神，对业主和实施组的方案进行沟通和说明，减少施工过程中的方案变更。

在
施工过程中，需要实时采集现场桥梁数据，并同步到BIM3D模型中进行数据计算。

如果计算结果与设计图相差过大，系统会自动提示并采取有效措施，防止施工事
故的发生。

根据监测单元在桥梁施工过程中所测得的应力、应变数据，实时反映
桥梁的结构安全性以及与理论计算结果的差异，及时纠正施工偏差，从而保证桥
梁工程施工质量，降低施工风险。

2.5BIM技术在施工建设阶段的应用
BIM技术在桥梁施工阶段的应用包括对预制构件进行预拼装，对工程量进行
精确计算，对施工方案进行优化等。

对于工程中产生的变更，BIM技术能够实时
地进行修改和调整，通过BIM技术的应用，可以有效地提高施工质量，降低成本，提高桥梁的施工效率。

1）BIM技术可用于预制构件的预拼装，通过BIM模型对构
件进行精细化建模，提前找出现场无法安装就位的问题，同时可以将BIM技术与RFID相结合，在构件中置入RFID标签，通过标签对构件在生产、存储、运输和
吊装的过程进行数字化管理。

施工前采用Revit创建斜拉桥钢-混结合段模型，
模拟剪力键安装、预应力管道定位、钢筋安装、混凝土浇筑等施工工序。

刘晓光
等[18]利用CITIA软件对主桁简支钢桁架进行参数化建模，采用虚拟预拼装技术
与实际平面拼装进行对比。

2）BIM技术可以精确地计算工程量，减少人工计算带
来的统计错误，降低工程成本。

运用模块化理论建立了符合BIM建模特点且满足
总承包模式及全过程造价管理的三级高铁工程量清单EBS\WBS。

通过CATIA创建
钢管混凝土拱桥，采用VB进行二次开发，实现了钢结构桥梁工程量快速批量化
提取和分类存储。

3）BIM技术可以对施工方案进行优化，通过Revit创建挂篮模
型并将初步设计导入Midas中进行有限元分析，针对分析结果对设计方案进行优化。

利用BIM技术对高铁连续梁桥施工进行应力监控，通过Revit建立三跨预应
力混凝土连续梁桥模型，开发应力监测预警模块，实现了桥梁施工过程的应力数
据实时读取与预警。

通过Revit建立悬索桥锚碇模型，将该模型导入Navisworks 中，通过Timeliner将温控检测数据的进度控制信息添加到模型中，对施工方案
进行模拟和优化。

采用Revit建立双壁钢围堰模型，对结构构件尺寸和构件位置
优化，并进行模拟拼装，检验构件铺设位置，又结合Navisworks进行施工模拟，优化双壁钢围堰的施工工序。

结语
利用BIM技术同时可进行可视化三维技术交底、可视化施工进度管控、工程
量计算等诸多有利于工程项目建设的方式方法，BIM技术在使建设项目信息化的
同时其作用也贯穿了项目的整个生命周期，有效地减少由此可能造成的窝工返工、资源浪费以至于耽误工期的情况发生，为工程项目的顺利实施提供保障。

参考文献
［1］陈文宝，魏志松，张航，等.BIM技术在装配式桥梁工程中的应用［J］.北京交通大学学报，2019，43（4）：65-70.
［2］刘智敏，王英，孙静，等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究［J］.北京交通大学学报，2015，39（6）：80-84.
［3］刘可心，李彦婕，杨亚丽.BIM技术在桥梁工程中的应用研究综述［J］.科技视界，2017（2）：7-9.。