隨著《中國製造2025》的強國綱領及“互聯網+”的提（tí）出，信息化迎來巨大的應用發展空間，以BIM技術為代表的新型信（xìn）息技術價值（zhí）凸顯，BIM逐漸成為許多工程項目的準入門檻。與此同時，經過（guò）多年理論研究與工程實踐，BIM正在快速而深遠地影響著橋梁工程建設，已逐漸成為提高橋梁技術水平與管理效能的重（chóng）要信息化手段。

目前，橋梁工程（chéng）BIM技術（shù）應用仍以單點為主，且各工程應用（yòng）對（duì）象、實施主體（tǐ）、策略重點皆不完全一致。因此（cǐ），為宏觀了解BIM技術在橋梁工程的應（yīng）用現狀、價值點分布、存在的問題等，有必要對橋梁工程BIM應用情況進行調研和分析。

橋（qiáo）梁應（yīng）用調研

本（běn）文選取20座橋（qiáo）梁進行BIM技術應用調研，調研對象（xiàng）涉及不同結構形式和技（jì）術複雜度，從空心（xīn）板梁、預應力混凝土連續梁，到（dào）鋼桁梁橋、鋼桁拱橋、斜拉橋、懸索橋等（děng），包括各（gè）種小、中、大跨（kuà）度（15.2m~1 092.0m），功能涵蓋（gài）公路橋（qiáo）、市政橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、景觀橋。根據調研（yán）數（shù）據，分析（xī）橋梁BIM的應用軟件及各（gè）階段BIM應用點。

軟件：適（shì）用領域各有（yǒu）側（cè）重

Tekla、Bentley、Revit、CATIA等主流BIM建模軟件在20座（zuò）橋梁中皆有應用。

橋梁結（jié）構BIM建模以Revit、CATIA和Tekla 3款軟件為主。若橋梁簡單按材質劃分，混凝土（tǔ）橋梁以Revit為主，Tekla專（zhuān）長於鋼橋，CATIA在鋼橋和混凝土橋梁中都有成（chéng）熟應用，特別是異形或複雜構型的鋼結構。

① 不同建模軟件應用分（fèn）布情（qíng）況

（注：1.Autodesk Inventor Professional劃歸於Revit統一（yī）考慮；2.新白沙沱大橋采用CATIA和Tekla 2種軟件，按2座橋梁計）

設計：應用重點有待改變

設計階段基於BIM軟件有很多價（jià）值點，調研主要（yào）探討參數化建模、族庫（模板）、設計複（fù）核（hé）（差（chà）錯漏碰）、工程量統計、正向設計、與有限元結合、二維出圖應用情況。

設計階段（duàn）應用（yòng）重點在於二維出圖、設計複核（hé）、工程量統計。考慮二維出圖多基於BIM軟件本身自動生成，且BIM設計多數是（shì）基於二維的翻模，因此二維出圖僅僅是價值點的探索，對設計實際意義不（bú）大（dà）。工程量統計本身對應（yīng）於精細化建（jiàn）模，模型精度若達不到相應（yīng）的程度（施工圖設計（jì）LOD350），工程量統計結果（guǒ）也僅是參考。

② 設計階段（duàn）BIM技術應用點（diǎn）分布情（qíng）況

實際應用中，設計複核價值點比較突出，若與其他專業協同後（hòu）更是如此（僅有1座橋采用了協同設計平台（tái））；參數化建模與族（zú）庫搭建有利於設計BIM成果的積累；與有（yǒu）限元軟件結合將會避免重複（fù）建模，提高分析效（xiào）率，也（yě）是設計階段未來探索的重點。

施工：應用與需求不匹配

施工階段的根（gēn）本（běn）需求促使從基（jī）於BIM軟件功能級應用到項目級應用轉（zhuǎn）變。本階段（duàn）應（yīng）用點（diǎn）主要包括：可視化交底、4D虛擬施工、進度管理（lǐ）、信息管理、移動端、施工監控、安（ān）全（quán）質（zhì）量及成本管理。

施工階段應用重（chóng）點（diǎn）在於可視化（huà）交底（程度1、2）、4D虛擬施工、進（jìn）度管理，部（bù）分橋梁（liáng）（4座）應用重點在於設計，施工階段（duàn）僅探索了可（kě）視化（huà）交底和4D虛擬施工（gōng）。

③ 施工階段BIM技術應用點分布情況

施工階（jiē）段若僅依靠BIM軟件（jiàn），滿足不了現場管理需求（qiú）。因此，不少橋梁（8座）結合實際需求，研發或采（cǎi）用商業BIM係統，實（shí）現數據收集（jí）和（hé）信息管理。不同係（xì）統的信息管理各有側重，有的側重施（shī）工工藝管理，有的側重過程管（guǎn）理，但涉及到成本、機械、勞（láo）務等方麵的相對較少。

考（kǎo）慮BIM共享特（tè）征和信息的完整性，應用逐（zhú）漸擴展到施（shī）工的上下遊（物料追蹤、鋼（gāng）結構製造、施（shī）工監控等），如9座鋼橋中有5座探索了鋼橋製（zhì）造BIM技術應用（yòng）。

運（yùn）維：實際應用（yòng）還未涉及

由於調研的橋梁多數處於建設期，因此運維階段BIM技術具體應用點還（hái）未涉及，但一些橋梁如滬通長江大橋、甌江北口大橋等，在實施（shī）過程中（zhōng）也提出了建養一體化（huà）、橋梁BIM全生命周期應用的規劃（huá），從理念上涵蓋了運維階（jiē）段的應用（yòng），反映了BIM技術應（yīng）用的連貫性（xìng）和可持續性。

價值點再分析

精細化建模（mó）

無論設計階段還是施工階（jiē）段，BIM應用必須有項目級的建模標準，否則（zé）精細化建模無從談起。同時（shí），建模的精細度(涉及幾何信息和非幾何信（xìn）息)應以後期應用為根本導向，兩者不可（kě）分割獨立，否（fǒu）則可能存在BIM模型無法滿足應用需求的風險。

可視化技術交（jiāo）底

可視化（huà）技術交底是一個較籠統的價值點，可根據深度的不（bú）同，分為2個等（děng）級。程度1是通常的三維視圖，所見即所得，通過軟件（如Autodesk InfraWorks）功能完成漫遊展示；程度2類似3D作業指導書，對某個工序或施工工藝進（jìn）行模擬，起（qǐ）到可視化（huà）培訓功能（néng）。因（yīn）此，程度2在應用深度上更（gèng）有價值。

4D虛擬施工

目（mù）前，4D虛擬施工主要是根據計劃時間節點，按照結構（gòu）施工順序的模擬或（huò）再（zài）現樁基、墩台、梁部及橋梁附屬等結構的生成（從隱藏到顯現），其發揮的作用有限，很難（nán）涉及施工方（fāng）案的優化。例如（rú），連續剛構橋施工可以通過4D虛擬（nǐ）施工動畫模（mó）擬，但合龍順序是先邊跨後中跨合龍，還是先中跨後邊跨合龍（lóng），無法通過動畫進行優化，隻能通過專業知（zhī）識評估（gū）。

施工管理

雖然BIM在施工管理中發揮了很大價值，但離真正（zhèng）滿足（zú）施工單位實際需求還有很大差距。施工關注“人料機法環（huán）”，BIM應用重點在（zài）於“法”，對於專業技術人員，BIM現階段的價值點屬於錦上（shàng）添花，而實（shí）際工程特別關注的勞務分包、物資管理、機械租賃、成本核算還幾乎未（wèi）涉（shè）及。當然，這是一個長期的過程，不僅需要BIM技術（shù）的進一步成熟，同時還涉及配套機製、管理方法等的升級。

通過對20座橋梁BIM技術應（yīng）用樣本分析，總結出以（yǐ）下特點：

1.BIM技（jì）術應用範圍（wéi）廣。不（bú）僅（jǐn）應用在結構複（fù）雜的特大型橋梁結構中，在常規的中小跨度橋梁也有所普及。應用階（jiē）段以設計建（jiàn）造為主，運維階（jiē）段應用相對較少，但部分橋梁也提（tí）到和正在踐行BIM全生命周期（qī）的應用。

2.以BIM為代表的信息技術與橋梁工（gōng）程應用逐步融合（hé），構（gòu）建了從物（wù）質實體世界，向數字化架構發（fā）展的生態模式（shì）。

3.少數橋梁采（cǎi）用BIM正向設計，其餘大多是基於（yú）施工階段應用而（ér）反推設計BIM的三維翻模，一般沒（méi）有考（kǎo）慮與其他專（zhuān）業協同設計。

4.建模軟件以Revit、CATIA、Tekla為主，總體上混凝土橋梁以Revit為主，鋼橋以CATIA和Tekla為主。單一（yī）BIM軟件解決不了所有問題，隨著應用深（shēn）入，有向多個軟件共（gòng）同應（yīng）用發展的趨勢。

5.BIM技術從單軟件的功（gōng）能級應用，逐（zhú）漸向多端係統平台、集成管理等方麵（miàn）靠攏。

6.隨著鋼（gāng）結構的普及，鋼橋BIM技術應用逐步輻射到施工的上遊即製造階段，鋼橋製造BIM技術應用成為研究熱點。

7.基於BIM施（shī）工管理挖掘了多個功能價值點，但應（yīng）用範圍主要集中在“法”，與施工本身需（xū）求還需進一（yī）步融合。

應用探討

標準（zhǔn）規範的研究

BIM技術在橋梁工程領（lǐng）域的應用，國際上沒有現成標準，主流軟件也鮮有成套功能，隻有（yǒu）從（cóng）底層標準抓起，才能逐步向標準化推進。因此，BIM實施要遵循頂（dǐng）層設計（jì），如果僅孤立（lì）存在，對行業長遠（yuǎn）發（fā）展益處不大。

目前，鐵路BIM標準體（tǐ）係框架初步形成，編製並發布了《鐵路（lù）工程數據結構分解》《鐵路BIM信息分類和編碼標準》《鐵路工程（chéng）信息模型數據存儲標準》《鐵路工程信息模型交（jiāo）付精度標準》等基礎標準，為BIM技術應用提供了可供參考的標準規範。

由於標準規（guī）範是從設計源頭出發，許多分類和編碼未（wèi）必涵蓋或不適用於施工、運維階段，同時主流軟件的支持還需（xū）要一定（dìng）時間。因此，應以已有（yǒu）的標準規範為基礎，結合發展定位或工程應用的實際情況，逐步補充和（hé）優化，摸索適合自身（shēn）的編碼體係或實施行為準則。

BIM成熟度

BIM實施過程中有一個BIM成熟度模型（稱為Bew-Richards BIM成熟度模型），分為（wéi）0級、1級、2級（jí）和3級，級（jí）別越高，表明BIM應用越成熟（shú）。如果將BIM技術應用成熟度與鐵路（lù）工程結構設計方法進行對比，兩（liǎng）者有相似之處。

目前我（wǒ）國鐵路橋梁設計方法以容許應力法（0級）為主，考慮與國內外主流設計方法的接軌，經過多年努力，編製完成《鐵路橋涵極限狀態法設（shè）計（jì）暫行規範》，但配套的計（jì）算軟件、設計理念仍是基於容許應力法。通過梳理（lǐ）橋涵極限狀態法試設計成果，中國鐵路總公司（sī）已啟動推（tuī）進《鐵路橋涵設計規範》（概率極限狀（zhuàng）態（tài）法）的編製工作，預計不久即將進入容許應力法與概率極限狀態法並行期（1級），再經過不斷的應（yīng）用積累和實踐檢驗，最終會全麵實施概率極限狀態法（2級）。

與設計方法類（lèi）似，我國鐵路工程結構BIM設（shè）計以二維圖為基礎（0級（jí）），少數結構進行了三維BIM設計。目前（qián）全路選定17個BIM試點項目，以BIM設計協同為主線，驗證標準，探索BIM成果的驗收、審核（hé）、轉發、歸檔等管理模式，近期（qī）正邁向二維與三維過（guò）渡期（1級），發（fā）展目標是實現不（bú）同專業的（de）協同（2級）。

未來，基於協同（tóng）的BIM設計不可避免，考慮到BIM應用（yòng）配套條件與工程師應用習慣，二維與三維過渡期將在一定時間內存在。另外，從（cóng）性價比方麵考慮（lǜ），二（èr）維與三維並存也有其合理性，如鋼筋布置圖，二維圖紙表現鋼筋的布置非常簡（jiǎn）潔，易於工程師認知。針對偶爾不可避免的碰（pèng）撞，隻要（yào）按（àn）照主次的原則（zé），適當調（diào）整普通鋼筋的位置，對（duì）結構整體受力性能影響不大，但可避免繁瑣（suǒ）的鋼筋建模。

BIM價值從量變到質變

BIM技術被譽為工程領域的第二次革命，對（duì）行業的影（yǐng）響是顛覆性的。鐵路建設項目標準化（huà）管理中強調工廠化、機械化、專業化、信息化，BIM技術能夠很好地將各個（gè）環節串聯起（qǐ）來（lái），是形成標準化的重要（yào）途（tú）徑和切（qiē）入點。

基於簡單、即時反饋的實用（yòng）主義角度出發，BIM價值和意義主要體現在可視化、綜合（hé）管線（xiàn）碰撞等功（gōng）能級應用（yòng），而其他深層次價值（如流程再造（zào）、管理升（shēng）級等）由於需要（yào）量變積累，配（pèi）套條件或機製不成熟，導致使用者不願、不敢（gǎn）或者不（bú）能在這（zhè）方（fāng）麵進（jìn）行（háng）深入探索。

因此，BIM價值的真正落地需要時間和條件，不僅應從上到下加以政策（cè）引導，更重要的是從下（xià）到上自（zì）覺發揮主觀能動性，最終實（shí）現從量變到質變的轉變。

專業為主 需求為王

目前BIM從（cóng）業人員多以建模人員為（wéi）主，涉及專業技術人員的較少，考慮到知識（shí）的傳遞和積累過程（chéng），可以認為這是BIM技術發展（zhǎn）的必經階（jiē）段。

隨著BIM與專業的深度（dù）融（róng）合，BIM技術作為手段和工具的特點凸顯（xiǎn），若仍采用原有組織模式，極有可能出現研發方向與實際功能需求脫節、研發成果與真實需要兩張皮的（de）現象。因此，在BIM技術應用實施過程中，應以專業（yè）為主（zhǔ），以解決專業實際問題為研發導向。

信息模（mó）型與數（shù）據模型

BIM是橋梁工程全生命周期管理的信息載體，每個階段都由相（xiàng）應的建築模型、過程模型和決策模型構（gòu）成，但不同階段模型的精（jīng）度、深度（dù）和廣度相差較大。

BIM是麵向對象的，應用對象不同，幾何精度和信息深（shēn）度等級不同，導致不（bú）同階段BIM模型也（yě）不同（tóng），運維階段信息模型最豐富。因（yīn）此，基於BIM全生命周期實（shí）現的是數據（jù）模型的無損傳遞，數據積累得越多，通過與專業的融合，就越（yuè）有可能得到有價值的信（xìn）息，轉化為知識直至智慧的依據就越充分（fèn），BIM的深度應用即是DIKW（數據、信息、知識、智慧）模型的流（liú）程化實現。

橋梁BIM已取得很多有（yǒu）價值的應用點，BIM和信息化技術是未來發展趨勢，現已在業內形成共識。目前，BIM的應用重點在於設（shè）計和施工，並逐步向全產業鏈（liàn）協同、全生命（mìng）周期的實施邁進。通過對橋梁BIM應用中的標準（zhǔn）規範、BIM成熟度、BIM價值時效性、BIM應用需求導向、信息模型與數據模型的思考，我們確信，BIM價值（zhí）的充分發揮更離不開專業本身、技（jì）術發展、行業發展、管（guǎn）理機製（zhì）、人（rén）員構成等配套條件的成熟。（轉載（zǎi）於橋梁雜誌）