BIM技术在高速公路桥梁施工安全管理中的应用

时间：2024-04-24

彭耿佛、陈勇

（岳阳市交通公路工程建设有限公司，湖南岳阳414000）

0 引言

伴随着经济建设水平的提升，我国基础建设规模不断扩大，高速公路以及桥梁工程项目也不断增多。相较房屋建筑工程而言，高速公路桥梁建设在整体特征方面，表现出了更为突出的专业性、特殊性和复杂性。施工技术人员需要结合高速公路桥梁现场实际情况、既定施工方案要求等，加强对安全工作的控制和管理。安全管理工作的有效落实，不仅可以提升高速公路桥梁的整体施工效率，还可以减少各种风险事故的发生，进一步提升施工安全管理水平。由此可见，研究BIM 技术在高速公路桥梁施工安全管理中的应用具有积极的作用。

1 BIM 技术的概述与优势

从BIM 技术的内涵来看，其主要是指建筑信息模型建造技术。在具体的应用过程中，需要充分融合计算机信息技术、三维技术等，并结合具体工作对其性能做出调整，从而完成立体建筑模型的构建工作。将BIM 技术科学、合理地应用到实际工作中，将极大提高施工效率和生产安全。结合相关的调查和研究发现，该技术已经在社会多个行业中得到了充分应用，并取得了较为明显的成就。该技术对工程项目的各个阶段都可以产生积极作用，可将整个工程中各阶段的信息和数据进行集中化整理，完成信息平台的构建工作。

如果可以在高速公路道路桥梁施工的安全管理工作中应用该技术，则可以利用三维模型，完成对高速公路桥梁施工安全信息的集成化管理，并可在不同的施工阶段，加强对多样化施工信息的整理和收集，从宏观上合理把控工程的变化趋势，实现对工程的实时监测。在工程建设前，应用BIM 软件建立三维立体模型，在建模过程中就可以提前发现重大安全隐患，从而可以在实际施工中采取相应措施，规避或降低风险[1]。

此外，BIM 技术在高速公路桥梁施工中的应用优势还表现在协同管理、可视化管理、多元化模拟等多个途径中。同时，该技术对施工的全程控制、资源节约、成本降低、工作效率的提高等方面，都有着积极作用。

2 BIM 技术在高速公路桥梁施工安全管理中的应用价值

BIM 技术在高速公路桥梁工程应用的过程中，需要借助三维数字技术，完成建筑信息模型的构建工作。由于不同施工阶段所出现的信息和数据不同，在管理方面也面临着较大阻碍。如果可以利用BIM 技术，则可以实现对施工环节的模拟，提前防范施工过程中可能出现的各种问题，并制定好应对措施。

这项技术的有效运用，可以促进施工工作的有序开展。在开展高速公路桥梁施工时，安全管理作为其中一项极为重要的工作，在很大程度上影响了工程的进度和成本。借助BIM 技术，完成静态模型的建模工作，对主体结构、配套设施建设以及施工情况等进行提前展示，将为后续相关工作的开展奠定良好基础。在应用过程中，该技术将时间维度作为基础性条件，可结合工程进程情况完成动态模型的构建。从其应用效果来看，该技术可以对施工作业各阶段的实际情况进行模拟化分析。在建筑行业中，安全管理始终是一项重要工作，需要引起管理人员的高度重视。因此，应将施工的各个环节及工序都纳入安全管理中，更好地实现施工目标[2]。

相较于传统的安全管理技术，BIM 技术在开展安全管理活动时，可以更好地实现工程统筹规划的目标，进一步提升安全管理的时效性，对施工安全质量的提升也能产生一定的推动作用。

3 BIM 技术在高速公路桥梁施工安全管理中的具体应用策略

3.1 建立可视化3D 模型

在本文写作之前，笔者针对传统公路桥梁施工的安全管理工作进行了详细调查。综合研究发现：大部分安全管理工作在开展时，都采用了人工管理和计算机管理相结合的方式。这种方式虽然可以在一定程度上完成一些基础性的管理工作，但却存在弊端：一方面，信息化程度低的特征较为明显。在具体工作中，需要耗费大量的人力成本。从长远来看，还会增加整个工程的成本投入。同时，安全管理队伍的庞大，很可能导致数据传输不及时，从而对后续相关工作的开展产生极为严重的不良影响；另一方面，这种管理方式在应用过程中，很大程度上依赖于人工，导致成本和产出效益不对等的特征较为明显，所投入的各项成本不能在最大程度上转化为最终的效益[3]。

但是，如果可以将BIM 技术应用到道路桥梁的施工安全管理工作中，则可以促进整个工作向可视化、立体化和数据化的方向发展，进一步提升整体数据传输的效率，提高信息反馈速度，为后续相关工作的开展创造有利条件，不断提升工程管理质量。

3.2 实施空间碰撞检测

在传统的安全管理工作中，因为缺乏专业技术支撑，使得施工安全管理多集中在二维空间中，鲜少深入三维空间的设计和管理中。这种限制性条件的存在，将会导致在钢筋预埋工作中出现大量错误。但如果可以借助于BIM 技术的优势，则可以避免该问题的发生。为了确保BIM 技术的优势得到最大程度的发挥，还可以融合3D 模型、4D 模型模拟技术的优势，帮助施工人员实现对施工现场的可视化查看，让施工人员、安全管理人员都可以在最短时间内快速掌握现场的各种信息，从而更好地调整和优化施工方案。如果在此过程中发现任何安全隐患，也可以及时消除，以确保最终方案的科学、合理。

3.3 场地布设活动

场地布设活动，也是BIM 技术在应用过程中一项极为重要的组成部分。传统工作仅局限在二维平面场地中，设计人员不能全面了解施工场地的地形结构、地质构造等相关信息，因而在桥梁布置会存在较大的误差。而借助BIM 技术的可视化优势，则可完成对施工场地的三维模拟和还原，帮助施工人员、管理人员对公路桥梁的施工场地形成全面、系统的认识，并完成对整个施工现场科学、合理的规划。

此外，该技术的应用，还可以进一步提升管理工作者的场景布设质量和效果，减少后期变更现象的发生[4]。

在该技术的应用过程中，还要求管理人员在最大程度上调动和发挥自身的主动性、积极性，对施工场地的地理条件形成全面认识。此外，BIM 技术平台中还具备了可视化模拟功能，这种功能在公路桥梁的施工安全管理工作中表现为以下两方面优势：

一方面，在正式施工之前，能够提前模拟整个施工计划。在模拟过程中，对施工方案中存在的任何不合理问题，都可以进行提前防控，从而降低危险事故的发生。在不影响高速公路正常运行的情况下，该技术可以最大限度地满足当地工程项目的建设需要，并对各项基础设施及相关空间资源进行合理化配置和科学优化，从而提升安全管理的科学性和精准度。

另一方面，BIM 技术还可以帮助建设管理人员对交通运输导流方案进行不断优化，并对在传统安全管理工作方式下，交通运输导流方案中所出现的各种不合理现象，进行提前模拟和修改，借助动态化技术的优势，实现动态化导流的控制，这对全面提升高速公路桥梁施工的合理性，起到了积极的推动作用。除此之外，还可以进一步增强工程项目建设区域的发展适应能力[5]。

4 施工方案模拟

相较传统房屋建筑或其他普通公路工程，高速公路桥梁工程的专业性、复杂性和综合性特征更为明显。相应的，在开展施工安全管理工作时，其所需要面临的阻碍也会更多。因此，对于管理人员而言，需要充分利用BIM 技术平台的优势，进行施工方案的模拟工作，提前解决施工方案中存在的不合理问题，实现对施工方案的可视化认识。如果在施工方案的技术交底工作中，出现了双方都不满意的问题，则需要施工单位、建设单位、监理单位等进行共同商讨，提高对项目施工标准和相关规划的全面认识，从而为施工质量和施工水平的提升创造良好条件。在BIM 技术平台的应用过程中，还可以借助它的动画模拟功能，实现对施工方案的全过程模拟。特别需要注意和考虑的是，施工安全管理中一些特殊节点和难度较高的环节对整体施工效率产生的影响。施工团队还可以利用BIM 技术的动画模拟，完成对整个工程项目建设的科学化布局和解剖，借助高效率、科学化的技术优势，快速、有效地完成施工工作，从而提升安全管理工作的有效性和科学性。

5 进度、质量、安全管理

在高速公路桥梁施工过程中，需要面临很多外界因素，整个施工过程极为复杂，对社会所产生的影响也较大。当开展最终的工程考核工作时，需要综合进度、质量、安全等多方面因素。在此过程中，可以充分融合BIM 技术的优势，完成5D 模型的构建工作，为进度目标和成本目标的实现奠定良好基础。

如果可以融合多方面的考核指标进行综合性管理，管理人员就可以更好地控制工程量成本和时间进度。将公路桥梁的BIM 模型和时间进度进行高度融合，即可结合具体的施工建造情况，完成对BIM 模型的调整和优化。需要注意的是，时间的变动会在很大程度上影响公路桥梁工程的最终建设成果。对此，需要结合工程量成本和实际成本的具体指标进行同步分析与对比。借助大量的科学化数据和信息，可以实现优化施工进度和施工成本的目标。对BIM 技术模型和管理平台进行综合分析之后可以发现，该技术中还包含了一个极为重要的软件支撑平台功能。借助该功能的优势，对施工现场的信息进行高度整合，并对其中所包含的深度信息进行充分挖掘，保障信息的价值可以在最大程度上得到有效发挥，同时对施工过程中出现的安全、进度不合理、成本投入不科学等问题进行提前预防，并结合工程正式投入施工前所建设的5D 模型，实现对工程安全管理的合理管控，从而进一步提升最终的施工质量。

除此之外，在BIM 技术平台的应用过程中，安全管理人员还可以借助信息管理功能，对质量检测表进行严格的控制和管理，完成信息的科学化管理，从而为高速公路桥梁施工的安全性创造良好条件。这在一定程度上缓解了传统安全管理工作中人为因素对工程质量的影响，进一步提升和强化了项目建设的安全管理水平。

6 在施工及运维阶段提供模型信息档案

将BIM 技术应用到施工和运维过程中，可以结合施工现场的具体需求，提供各种科学、有效的信息，并完成信息档案的建设工作。结合当前BIM 技术的应用情况来看，该部分工作已经成为安全疏散模型是否可以建立的一项重要判断指标。在高速公路的桥梁施工安全管理工作中，安全疏散模型主要融合了BIM技术平台和相关技术、设备的优势，针对高速工作建设活动中可能出现的各种紧急状况进行提前模拟，科学确定紧急疏散地点、疏散通道等静态信息，更能完全动态化地模拟整个疏散过程，为高速公路桥梁安全管理提供强有力的参考与支撑，提高工程项目建设安全管理紧急方案的制定水平，施工人员可以结合其中所呈现的信息，完成应急方案的制定工作。