一、应用BIM技术的原因

1、重大危险源多

涉及桩基施工、钢筋笼运输吊装、墩柱模板安拆、桥梁架设、挂篮施工等多个危险源。

2、施工空间严重受限

山区地形复杂，跨越三淅高速，交通路线、材料堆放、加工及起重设备安设需要灵活设计。

3、施工方案复杂

受场地及建（构）筑物影响，施工方案难以稳定，多次调整。

4、组织协调难度大

对于指定的施工工期，针对施工人员、施工技术、施工工艺、施工文件等及逆行组织管理，制定周密的施工计划，合理安排施工。

二、BIM技术应用解决的问题

1、项目技术难点

2、线路地形数据采集

整条线路处于山区，地形高低起伏，高差大，地形险峻，夏季进场时，植被茂密，通视条件很差，采用GPS法、全站仪法进行线路数据采集，一方面进度缓慢，另一方面是人员进行作业时的危险程度高。

随着科技发展及我国对智慧城市的推动，无人机倾斜摄影测量技术成熟，进行实景航拍，借助Bentley系统的ContextCapture软件，以数码照片作为输入数据源。输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型。对模型进行地信数据处理，输出高程和平面坐标数据。

3、无人机航拍建立实景模型

线路工程中，随着施工进展，不断需求对带状地形进行测绘，完成对杨家岭大桥工程线路中心左右各300m范围内的植被、山地、建（构）筑物、道路和水域等要素测绘，用来进行场地布置的设计，土方工程量的计算等。

利用无人机倾斜摄影技术，快速形成三维地面模型，收集现场全景信息，得到现场的“实景模型”。采用此项技术，结合BIM软件创建的“结构模型”，即“实景模型”+“结构模型”，做到全方位展示工程情况。

4、三维场地设计—绿色施工

绿色施工要求日益提高，传统的施工场地布置是在二维空间内进行规划，对于三维的地貌和建(构)筑物无法充分考量。

采用无人机倾斜摄影测量技术，快速建立施工范围的场地用地类型区分，统计各区域的图版面积，设计施工各区域的用地范围，结合BIM技术，接下来 在实景模型的进行细化设计，可以合理安排产地，节省土地资源。

5、三维场地布置

施工区域地形较为复杂，连续梁部分将跨越已通车的三淅高速，部分桥墩与高速桥梁之间距离较近，并且地势起伏较大，如果不能有效得组织材料堆放场地和施工道路，将对工程进度造成影响。

实景模型中物体均与实际中一致，设计现场布置时可以在软件中模拟多个方案进行对比。并且三维实景模型完整还原了原地形地貌，在二维图形中无法解决的三维空间问题得到了有效解决。

6、BIM技术融合实景模型的应用

一般采用平面布置的方式设计场地，不能深度的表现结构与周边环境的空间关系，怎样设计出更真实的施工场景？

无人机倾斜摄影技术生成的三维实景模型，切换成点云数据、三角网格数据，进入到Bentley Descartes软件进行点云数据处理，直接导入到BIM软件中做实体建模、出图等工作。可实现对模型的分析，虚拟建造，模拟移动路径等等诸多应用功能。

7、三维桥梁建模

受高速三淅高速公路斜交影响，该桥左右幅交错设计，左右幅投影间距为10～40cm，梁体断面变化大。在端支点、中支点及跨中处设横隔板，横隔板中部设有孔洞。结构较为复杂，技术人员辨识难度大。

采用BIM技术，实现在Microstation中三维桥梁的创建。在方案设计阶段，可直接基于模板建立预制梁桥（空心板、T梁、小箱梁）。下部结构的柱式台、柱式墩、花瓶墩、Y形墩等多种墩台类型，并支持用户自定义下部结构模板。完整建立桥梁模型，便于技术人员识别结构和三维交底。

8、参数化建模三维桥梁

大桥左右幅不对称，在设置路线参数时需要定义不同的跨径表达式以及中心偏距;双线起点桩位于曲线段，且半径不同，需精准设定建模参数;左线与右线大桥最后于左4桥墩并线，后为简支梁段，在定义桥面组成时需要分别定义桥梁的曲线设计，参数复杂，常规的建模方法，难以满足模型精度的需求。

Bentley的BIM软件，实现在Microstation中三维桥梁的创建。自行设计路线曲线要素以及桥梁结构信息，包含截面尺寸、预应力钢束、齿板等，由软件自行生成变截面箱梁，同时包含了构件的所有工程信息，支持自动统计工程量。由于采用参数驱动的方式，只用调整初始参数便可修改三维模型，大大减少了修改工作量。

9、三维预应力钢束建模

杨家岭大桥的连续梁三向预应力束数量多、管道密集，各种钢筋相互干扰大，预应力管道线形定位偏差大，由于连续梁结构复杂,造成预应力管道安装困难,线形不易控制。对施工的影响大，施工质量控制难。

采用BIM技术，1：1实体结构三维建模，解决了钢绞线编束的结构认知和定位问题，则有效避免了与结构钢筋的干扰问题，保证了施工质量和施工进度。

10、三维钢筋建模

钢筋识别与工程量计算，是一项繁琐的工程量，现场技术人员要花费大量的时间进行识图和工程量单的编制。二维图识别难，技术人员容易发生错误，不利于钢筋材料的控制，增加施工成本。

采用BIM技术,进行三维配筋及工程量统计,实现了钢筋直径、间距与图纸一致；可批量导出工程量；根据需求，可分层、分部位查看；可导入桥梁模型中，生成截面图。一键导出工程量，快速直观地指导现场施工。利于钢筋材料的控制。

11、三维钢筋统计

钢筋下料的准确度，决定了施工成产材料的节约情况，大桥工程分为左右两幅，有4名技术人员负责，对于同一类型的钢筋型号，每个技术人员对钢筋图纸的理解不同，表达出钢筋形式多而杂，增加了现场施工难度，影响了材料控制。

采用BIM的钢筋建模软件，建立了图纸匹配的1：1的刚加你模型，在统计钢筋工程量上，BIM软件中直接统一定制钢筋表样式，任何人需要料单，输出的统一的结果，避免因为料单不统一而造成的材料浪费问题。

12、桩基施工

大桥工程的技术管理人员中，有2个技术人员是刚毕业的学生，之前未接触桥梁施工，施工现场的第一项是桩基施工，不熟悉施工步骤而无法指导现场施工。

采用BIM技术，建立了桩基施工模型，形象展示了本工程每个桩基承台的施工过程，自第2座承台桩基施工后，现场的桩基施工问题都被2位技术人员零错误地解决。

13、桩基工程计算插件开发

桩基施工的工程建模过程，采用Revit软件。软件自动生成的工程量单与现场技术统计需求、验工计价的格式不一致，造成大量的重复计算，错误漏洞较多。

公司自行开发了revit插件，成功地将工程量以特定的格式导出。通过一系列的数据信息建立模型和生成明细表等，有了模型数据和明细表之后，就可以用来做资源分析和格式优化等，科学高效。

14、高墩分节施工

高墩柱施工要有高精度的定位，墩柱高，需要分段施工，放样难；分段施工的接缝处理、钢筋施工、支架模板施工和浇筑混凝土质量控制要求高等；墩柱涉及施工步骤多，关键技术交底有17份。因此，一般施工时投入较多技术人员（不少于3人）、其施工周期较长。

采用BIM技术，进行三维的施工交底，并进行了4D施工展示，技术人员和生产人员充分了解施工流程，施工思路清晰。在本工程施工时，大桥墩柱施工指导与管理只需1名技术人员，完好地控制了墩身施工。

15、墩身施工

桥梁墩身的分节施工，涉及墩身钢筋预埋、钢筋制作、模板支架、浇筑施工及接缝凿毛等，尤其在墩身模板这一部分，高墩模板的施工复杂，定位和垂直度要求高，且需要有防倾覆措施及抗风等要求，技术人员现场把控能力要求高，否则直接影响施工安全和施工质量。

采用BIM技术，进行钢结构和钢筋建模，下达清晰的三维交底，从技术人员到生产人员，详细明白设计意图和施工意图，不盲目施工，进行浇筑施工的预演，有效地在各步骤控制施工，施工现场做到了安全、高效的施工。

16、支座施工

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，高空作业，桥梁支座安装作业涉及诸多危险源，高空施工临边防护、支座在墩顶存放时固定不牢、千斤顶装置要求、吊运支座与安装要求等等，工序多，各工序间还存在着交叉碰撞，需要技术人员进行全面细致梳理，下达清晰的技术交底和安全交底。

采用BIM技术，进行钢结构和钢筋建模，下达清晰的三维交底，从技术人员到生产人员，详细明白设计意图和施工意图，不盲目施工，进行浇筑施工的预演，有效地在各步骤控制施工，施工现场做到了安全、高效的施工。

17、碰撞检查—静态碰撞

在施工中存在大量的物体位置干涉问题，严重时还会造成返工等严重后果。原因是二维绘图需要通过不同的图纸去表达各个层次的信息，但对于图纸信息的汇总缺乏有效的手段，人的经验判断能够解决的问题却有限，复杂的空间关系往往难以凭借脑海去定量分析

根据施工方案图纸建立的施工支架模型与固结支墩0号块之间的碰撞检测，0号块是整个桥梁模型中的一部分，不可轻易更改其设计，因此优化设计了施工支架模型，避免了结构碰撞。

18、碰撞检查—动态碰撞

大桥左右两幅的间距较小，在挂篮的行进过程，容易出现相互碰撞，导致无法施工，延误工程。

为此在BIM软件中提前模拟挂篮行进的过程，采用软件中的动态碰撞检查，对每一种方式进行校验，最终确定正确方案。

19、轨道设计

采用BIM技术进行轨道的设计工作，配置成为非常直观的设计过程，所有的几何问题，无论是在直线、曲线部分都得以解决，进行了良好的排布，形象展示铁路轨道并获取轨道铺轨的工程数据报表。

20、合拢段劲性骨架三维交底

大桥悬浇连续梁，构造复杂，二维施工图靠技术员发挥空间想象力，难免有读错图的情况发生，技术交底出现偏差。杨家岭大桥运用BIM技术后，将二维图纸转换成3D模型，方便了技术员读图，技术交底变得清晰。提高了技术员读图的效率和准确度，实现了可视化技术交底，减少了返工。

三、BIM应用效益

1、施工工期

合理优化施工方案，节约工期约3个月。

2、工程优化

优化了重大施工方案7处，尤其在双向挂篮施工优化中，解决跨高速段悬浇施工难题。

3、人才培养

项目11名工程技术人员接受了BIM技术的培养。

4、材料节约

直接节约材料成本约130万。

来源：网络