bim技術具有三維可視化、數(shù)字化和信息化等特點,在我國建筑業(yè)已被廣泛應用。團結特大橋項目體量大、技術難度高，在質量、安全、成本、進度、環(huán)保等方面有很高的要求。因此，在項目施工階段使用bim技術，使該項目在施工期間的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益達到最大化，保證施工安全、合理、經(jīng)濟，以團結特大橋bim技術應用為例，給其他類似項目提供相關應用參考。
團結特大橋為410米大跨徑鋼管混凝土拱橋,設計為同類型橋梁寬度世界之最。團結特大橋左幅跨徑組合為(22×40m+410m+3×40m),橋梁全長1448.5米；右幅跨徑組合為(21×40m+410m+3×40m)，橋梁全長1405.7米的預應力混凝土先簡支后結構連續(xù)t形梁及上承式鋼管混凝土拱橋。
bim模型精度按需分類
為保證bim技術在項目施工階段順利開展，公司組建了bim技術研究團隊。同時，針對團結特大橋的施工特點和難點，項目施工階段主要從bim模型的建立和bim模型技術應用兩方面，來對bim技術開展應用研究。
團結特大橋為上承式鋼管混凝土拱橋結構，鋼結構形式復雜、工程量巨大，將目前市面上主流的建模軟件bently、revit、catia、tekla進行對比后，選用tekla structure軟件進行主橋三維模型的建立。根據(jù)設計院提供的施工圖、項目部編制的施工方案、鋼結構加工制作，以及安裝方案和國家現(xiàn)行的相關規(guī)范及標準來建立bim模型。bim模型應用功能不同，其模型顆粒度也有所不同，大橋bim精度根據(jù)需求進行分類，見表1。
建模思路
團結特大橋三維模型的搭建主要包括：主拱圈、拱上立柱、橋面系、交界墩、拱座，以及引橋下部結構和上部結構。根據(jù)現(xiàn)場施工進度要求采用分批建模、分批確認的原則，建模批次按照時間先后順序劃分為：引橋下部結構→引橋上部結構→主橋主拱圈→拱上立柱→橋面系→護欄等附屬設施。
搭建總體流程
1)根據(jù)施工圖對主拱圈、鋼柱、鋼梁以及橋面系等附屬結構進行建模，并將建模過程中發(fā)現(xiàn)的圖紙問題進行記錄并及時上報給項目部；針對設計院對圖紙問題的回復進行模型修改，并對初版模型進行碰撞校核檢測。
2)對鋼結構部分的細部節(jié)點進行局部精細建模,例如對關鍵部位的鋼筋、螺栓建模,并將搭建完的模型進行內(nèi)部審核 。
3)在項目開工前將完成的施工bim模型提交給項目部。
4)將鋼結構深化設計模型提交給鋼結構加工廠，輔助生產(chǎn)商進行材料采購及加工制作。
5)在項目施工過程中如有設計變更需要及時對模型進行相應的調(diào)整并上報給相關單位。
bim應用精細化工作流程
對于大跨度鋼管混凝土拱橋，設計的精細化程度直接影響到施工的質量和安全。大橋施工體量大，包含上萬個構件，其鋼結構形式復雜多樣，且重復性低，利用傳統(tǒng)施工工藝進行生產(chǎn)下料，容易出現(xiàn)尺寸偏差和相貫線吻合精度不高等問題。
構件碰撞檢測
團結特大橋鋼結構工程涉及構件眾多，同類型不同尺寸的構件多達千種以上，其設計、生產(chǎn)、施工都需要嚴格根據(jù)尺寸要求、位置進行精準生產(chǎn)和安裝。運用bim技術，根據(jù)施工圖紙和相關行業(yè)標準規(guī)范，建立全橋bim模型，將創(chuàng)建好的模型導入到autodesd navisworks manage2018中。對模型進行碰撞檢查，可以直觀地發(fā)現(xiàn)圖紙中的潛在錯誤，將圖紙錯誤進行記錄并形成問題報告，及時反饋給設計單位，進行圖紙問題修正，防患于未然。
工程量復核
嚴格按照施工圖建立團結特大橋lod300模型，利用相關軟件進行工程量復核報告。即按照施工圖紙顆粒度、現(xiàn)場施工組織設計、現(xiàn)場實際要求進行工程量的核算。
通過高精度的三維模型可以統(tǒng)計出準確的工程量，由于團結特大橋存在大量不同結構的鋼構件，采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計方式，效率低。利用tekla軟件建立精確模型，可以自動統(tǒng)計出各個不同構件的工程量，這些工程量可以分型號、分部位進行匯總和統(tǒng)計，將根據(jù)bim技術得到的工程量與設計院所出的工程量進行對比復核，發(fā)現(xiàn)相差無幾。表明利用bim技術進行工程量統(tǒng)計是可靠的，可以提高工程量的統(tǒng)計效率和準確性，降低設計工作強度，同時提升工程費用的管理能力。而且,bim軟件能夠自動統(tǒng)計整體結構的表面積，通過bim模型讀取表面積，大大提高了防腐費用預測的準確性。
鋼結構深化設計
目前，許多構件加工企業(yè)仍然使用原始低效的autocad放樣方法，進行鋼結構深化設計，深化設計成果的準確性難以保證，其精度、準確性方面不及三維數(shù)字化模型。而復雜的連接節(jié)點和大量的現(xiàn)場焊接施工，給項目部的現(xiàn)場施工帶來了許多問題。本項目采用tekla structure軟件對鋼結構部分進行深化設計，根據(jù)施工圖結合國家規(guī)范，考慮主拱圈預拱度、焊接工藝余量等，對每一個細節(jié)（節(jié)點、焊縫、螺栓）都精確建模，確保指導鋼結構廠商實際生產(chǎn)。
無人機傾斜攝影
傾斜攝影技術是在飛行平臺上搭建多個傳感器，分別從垂直方向以及傾斜方向同時對地物進行多角度拍攝，以獲取全面豐富的地物信息。隨著無人機技術的發(fā)展以及三維建模軟件的成熟，為合理布置規(guī)劃臨建設施，采用無人機傾斜攝影技術，對大橋周邊實際地形進行全息掃描。通過掃描得出實景模型，建立電子沙盤；利用civil3d軟件進行現(xiàn)場便道設計，為現(xiàn)場臨建設施的規(guī)劃提供幫助。
團結特大橋wbs編碼
目前公路行業(yè)還沒有形成國家或行業(yè)層面的相關標準及指南，對信息模型的分解、命名及編碼規(guī)則還沒有形成統(tǒng)一的參考標準。本文以山區(qū)特大跨徑鋼結構拱橋為例，對項目分解結構（wbs）做初步探究。
wbs編碼作為bim模型構件的“身份證”，按照“項目標段-單位工程-分部工程-子分部工程-分項工程-子分項工程”的原則進行編寫，結合施工方法、現(xiàn)場報檢單元的顆粒度進行劃分。在進入bim平臺后，保證編碼與構建“一物一碼”關系，可將橋梁的各類基本信息（圖紙、設計信息等）與模型相關聯(lián)。同時施工過程的質量、進度、安全信息一一對應進行輸入，使數(shù)據(jù)具備“真實感”。同時表達也更加準確，以直觀的形式展示出來。
bim模型的信息化應用
模型創(chuàng)建完成后，以三維模型為載體,利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算以及多終端技術，研發(fā)了山區(qū)特大跨徑bim協(xié)同管理平臺,將上述編碼信息附加到模型上，并將模型屬性與模型編碼數(shù)據(jù)進行一一關聯(lián)。模型屬性包含模型的相關信息,例如模型的二維圖紙、工程、質量及工序報檢信息、安全問題整改信息以及班前教育情況。將屬性與編碼進行關聯(lián)后,點擊模型對象即可彈出屬性信息,方便用戶查閱。在編碼與構件一一對應的情況下,開發(fā)了鋼結構智能制造可視化管理、質量安全管控、施工監(jiān)控可視化數(shù)據(jù)查詢等功能模塊。
通過bim技術應用，可以有效防止、解決項目施工階段出現(xiàn)的問題，實現(xiàn)項目的可預測性和可控制性。利用bim技術對大橋結構進行三維精細化建模，通過模型三維可視化特點，實現(xiàn)構件碰撞檢查，將發(fā)現(xiàn)的問題快速反饋給設計單位，讓設計單位快速進行修正，防患于未然。
通過tekla軟件對大橋鋼結構部分進行深化設計,項目管理人員在基于bim技術的深化設計的過程中，可以提前預測施工過程中可能出現(xiàn)的問題，加強對項目的管理，助力實現(xiàn)“提質增效、降本溯源”。形成了一套針對鋼管混凝土拱橋利用tekla軟件進行建模的思路和技術路徑，有一定參考意義。
盡管本項目采用無人機傾斜攝影技術得到了實景三維模型，但傾斜攝影采集的數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)處理時間長，在數(shù)據(jù)處理方面仍有待提高。并且模型輕量化進入平臺以后顯示精度有所下降，沒能展示出最好的原始地形、地貌和地物。仍需進一步挖掘三維精細化模型的應用點，充分發(fā)揮bim技術的價值所在。