一、應用BIM技術的原因

1、重大危險源多

涉及樁基施工、鋼筋籠運輸吊裝、墩柱模板安拆、橋梁架設、掛籃施工等多個危險源。

2、施工空間嚴重受限

山區地形復雜，跨越三淅高速，交通路線、材料堆放、加工及起重設備安設需要靈活設計。

3、施工方案復雜

受場地及建（構）筑物影響，施工方案難以穩定，多次調整。

4、組織協調難度大

對于指定的施工工期，針對施工人員、施工技術、施工工藝、施工文件等及逆行組織管理，制定周密的施工計劃，合理安排施工。

二、BIM技術應用解決的問題

1、項目技術難點

2、線路地形數據采集

整條線路處于山區，地形高低起伏，高差大，地形險峻，夏季進場時，植被茂密，通視條件很差，采用GPS法、全站儀法進行線路數據采集，一方面進度緩慢，另一方面是人員進行作業時的危險程度高。

隨著科技發展及我國對智慧城市的推動，無人機傾斜攝影測量技術成熟，進行實景航拍，借助Bentley系統的ContextCapture軟件，以數碼照片作為輸入數據源。輸出高分辨率的帶有真實紋理的三角網格模型。對模型進行地信數據處理，輸出高程和平面坐標數據。

3、無人機航拍建立實景模型

線路工程中，隨著施工進展，不斷需求對帶狀地形進行測繪，完成對楊家嶺大橋工程線路中心左右各300m范圍內的植被、山地、建（構）筑物、道路和水域等要素測繪，用來進行場地布置的設計，土方工程量的計算等。

利用無人機傾斜攝影技術，快速形成三維地面模型，收集現場全景信息，得到現場的“實景模型”。采用此項技術，結合BIM軟件創建的“結構模型”，即“實景模型”+“結構模型”，做到全方位展示工程情況。

4、三維場地設計—綠色施工

綠色施工要求日益提高，傳統的施工場地布置是在二維空間內進行規劃，對于三維的地貌和建(構)筑物無法充分考量。

采用無人機傾斜攝影測量技術，快速建立施工范圍的場地用地類型區分，統計各區域的圖版面積，設計施工各區域的用地范圍，結合BIM技術，接下來 在實景模型的進行細化設計，可以合理安排產地，節省土地資源。

5、三維場地布置

施工區域地形較為復雜，連續梁部分將跨越已通車的三淅高速，部分橋墩與高速橋梁之間距離較近，并且地勢起伏較大，如果不能有效得組織材料堆放場地和施工道路，將對工程進度造成影響。

實景模型中物體均與實際中一致，設計現場布置時可以在軟件中模擬多個方案進行對比。并且三維實景模型完整還原了原地形地貌，在二維圖形中無法解決的三維空間問題得到了有效解決。

6、BIM技術融合實景模型的應用

一般采用平面布置的方式設計場地，不能深度的表現結構與周邊環境的空間關系，怎樣設計出更真實的施工場景？

無人機傾斜攝影技術生成的三維實景模型，切換成點云數據、三角網格數據，進入到Bentley Descartes軟件進行點云數據處理，直接導入到BIM軟件中做實體建模、出圖等工作。可實現對模型的分析，虛擬建造，模擬移動路徑等等諸多應用功能。

7、三維橋梁建模

受高速三淅高速公路斜交影響，該橋左右幅交錯設計，左右幅投影間距為10～40cm，梁體斷面變化大。在端支點、中支點及跨中處設橫隔板，橫隔板中部設有孔洞。結構較為復雜，技術人員辨識難度大。

采用BIM技術，實現在Microstation中三維橋梁的創建。在方案設計階段，可直接基于模板建立預制梁橋（空心板、T梁、小箱梁）。下部結構的柱式臺、柱式墩、花瓶墩、Y形墩等多種墩臺類型，并支持用戶自定義下部結構模板。完整建立橋梁模型，便于技術人員識別結構和三維交底。

8、參數化建模三維橋梁

大橋左右幅不對稱，在設置路線參數時需要定義不同的跨徑表達式以及中心偏距;雙線起點樁位于曲線段，且半徑不同，需精準設定建模參數;左線與右線大橋最后于左4橋墩并線，后為簡支梁段，在定義橋面組成時需要分別定義橋梁的曲線設計，參數復雜，常規的建模方法，難以滿足模型精度的需求。

Bentley的BIM軟件，實現在Microstation中三維橋梁的創建。自行設計路線曲線要素以及橋梁結構信息，包含截面尺寸、預應力鋼束、齒板等，由軟件自行生成變截面箱梁，同時包含了構件的所有工程信息，支持自動統計工程量。由于采用參數驅動的方式，只用調整初始參數便可修改三維模型，大大減少了修改工作量。

9、三維預應力鋼束建模

楊家嶺大橋的連續梁三向預應力束數量多、管道密集，各種鋼筋相互干擾大，預應力管道線形定位偏差大，由于連續梁結構復雜,造成預應力管道安裝困難,線形不易控制。對施工的影響大，施工質量控制難。

采用BIM技術，1：1實體結構三維建模，解決了鋼絞線編束的結構認知和定位問題，則有效避免了與結構鋼筋的干擾問題，保證了施工質量和施工進度。

10、三維鋼筋建模

鋼筋識別與工程量計算，是一項繁瑣的工程量，現場技術人員要花費大量的時間進行識圖和工程量單的編制。二維圖識別難，技術人員容易發生錯誤，不利于鋼筋材料的控制，增加施工成本。

采用BIM技術,進行三維配筋及工程量統計,實現了鋼筋直徑、間距與圖紙一致；可批量導出工程量；根據需求，可分層、分部位查看；可導入橋梁模型中，生成截面圖。一鍵導出工程量，快速直觀地指導現場施工。利于鋼筋材料的控制。

11、三維鋼筋統計

鋼筋下料的準確度，決定了施工成產材料的節約情況，大橋工程分為左右兩幅，有4名技術人員負責，對于同一類型的鋼筋型號，每個技術人員對鋼筋圖紙的理解不同，表達出鋼筋形式多而雜，增加了現場施工難度，影響了材料控制。

采用BIM的鋼筋建模軟件，建立了圖紙匹配的1：1的剛加你模型，在統計鋼筋工程量上，BIM軟件中直接統一定制鋼筋表樣式，任何人需要料單，輸出的統一的結果，避免因為料單不統一而造成的材料浪費問題。

12、樁基施工

大橋工程的技術管理人員中，有2個技術人員是剛畢業的學生，之前未接觸橋梁施工，施工現場的第一項是樁基施工，不熟悉施工步驟而無法指導現場施工。

采用BIM技術，建立了樁基施工模型，形象展示了本工程每個樁基承臺的施工過程，自第2座承臺樁基施工后，現場的樁基施工問題都被2位技術人員零錯誤地解決。

13、樁基工程計算插件開發

樁基施工的工程建模過程，采用Revit軟件。軟件自動生成的工程量單與現場技術統計需求、驗工計價的格式不一致，造成大量的重復計算，錯誤漏洞較多。

公司自行開發了revit插件，成功地將工程量以特定的格式導出。通過一系列的數據信息建立模型和生成明細表等，有了模型數據和明細表之后，就可以用來做資源分析和格式優化等，科學高效。

14、高墩分節施工

高墩柱施工要有高精度的定位，墩柱高，需要分段施工，放樣難；分段施工的接縫處理、鋼筋施工、支架模板施工和澆筑混凝土質量控制要求高等；墩柱涉及施工步驟多，關鍵技術交底有17份。因此，一般施工時投入較多技術人員（不少于3人）、其施工周期較長。

采用BIM技術，進行三維的施工交底，并進行了4D施工展示，技術人員和生產人員充分了解施工流程，施工思路清晰。在本工程施工時，大橋墩柱施工指導與管理只需1名技術人員，完好地控制了墩身施工。

15、墩身施工

橋梁墩身的分節施工，涉及墩身鋼筋預埋、鋼筋制作、模板支架、澆筑施工及接縫鑿毛等，尤其在墩身模板這一部分，高墩模板的施工復雜，定位和垂直度要求高，且需要有防傾覆措施及抗風等要求，技術人員現場把控能力要求高，否則直接影響施工安全和施工質量。

采用BIM技術，進行鋼結構和鋼筋建模，下達清晰的三維交底，從技術人員到生產人員，詳細明白設計意圖和施工意圖，不盲目施工，進行澆筑施工的預演，有效地在各步驟控制施工，施工現場做到了安全、高效的施工。

16、支座施工

橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要結構部件，高空作業，橋梁支座安裝作業涉及諸多危險源，高空施工臨邊防護、支座在墩頂存放時固定不牢、千斤頂裝置要求、吊運支座與安裝要求等等，工序多，各工序間還存在著交叉碰撞，需要技術人員進行全面細致梳理，下達清晰的技術交底和安全交底。

采用BIM技術，進行鋼結構和鋼筋建模，下達清晰的三維交底，從技術人員到生產人員，詳細明白設計意圖和施工意圖，不盲目施工，進行澆筑施工的預演，有效地在各步驟控制施工，施工現場做到了安全、高效的施工。

17、碰撞檢查—靜態碰撞

在施工中存在大量的物體位置干涉問題，嚴重時還會造成返工等嚴重后果。原因是二維繪圖需要通過不同的圖紙去表達各個層次的信息，但對于圖紙信息的匯總缺乏有效的手段，人的經驗判斷能夠解決的問題卻有限，復雜的空間關系往往難以憑借腦海去定量分析

根據施工方案圖紙建立的施工支架模型與固結支墩0號塊之間的碰撞檢測，0號塊是整個橋梁模型中的一部分，不可輕易更改其設計，因此優化設計了施工支架模型，避免了結構碰撞。

18、碰撞檢查—動態碰撞

大橋左右兩幅的間距較小，在掛籃的行進過程，容易出現相互碰撞，導致無法施工，延誤工程。

為此在BIM軟件中提前模擬掛籃行進的過程，采用軟件中的動態碰撞檢查，對每一種方式進行校驗，最終確定正確方案。

19、軌道設計

采用BIM技術進行軌道的設計工作，配置成為非常直觀的設計過程，所有的幾何問題，無論是在直線、曲線部分都得以解決，進行了良好的排布，形象展示鐵路軌道并獲取軌道鋪軌的工程數據報表。

20、合攏段勁性骨架三維交底

大橋懸澆連續梁，構造復雜，二維施工圖靠技術員發揮空間想象力，難免有讀錯圖的情況發生，技術交底出現偏差。楊家嶺大橋運用BIM技術后，將二維圖紙轉換成3D模型，方便了技術員讀圖，技術交底變得清晰。提高了技術員讀圖的效率和準確度，實現了可視化技術交底，減少了返工。

三、BIM應用效益

1、施工工期

合理優化施工方案，節約工期約3個月。

2、工程優化

優化了重大施工方案7處，尤其在雙向掛籃施工優化中，解決跨高速段懸澆施工難題。

3、人才培養

項目11名工程技術人員接受了BIM技術的培養。

4、材料節約

直接節約材料成本約130萬。

來源：網絡