在橋樑工程上，常用的BIM建模軟體主要有5款，分別是美國Autodesk公司的Revit、芬蘭Tekla、美國Bentley，以及法國達索公司在CATIA基礎上開發的建築類建模軟體DP(即Digital Projec)。與其他BIM建模軟體相比，DP軟體具有非常好的三維交互建模功能，並且建模精度高，特別適用於複雜的異形結構建模。
本文結合DP軟體在馬灘紅水河特大橋工程中的應用，探討了BIM技術對鋼結構加工、可視化施工、工程量統計的影響。
工程概況與模型的建立
橋型總體布置圖
馬灘特大橋為主跨320m的鋼管混凝土拱橋，全橋總長約553m。大橋柳州側引橋採用5×30m先簡支後連續的預製小箱梁橋，南寧側引橋採用2×30m先簡支後連續的預製小箱梁橋，引橋全長210m。
主橋橋面全寬54.4m，按兩幅橋設置，單幅橋橋面總寬25.5m。單幅橋主橋橫斷面布置為：2.5m(吊杆及檢修道)+0.5 m(防撞護欄)+19.5m(行車道及硬路肩)+0.5m(防撞護欄)+2.5 m(吊杆及檢修道)。引橋橋面全寬49.4m，按兩幅橋設置，單幅橋橋面總寬20.5m。單幅橋橫斷面布置為：0.5m(防撞護欄)+19.5m(行車道及硬路肩)+0.5m(防撞護欄)。
馬灘紅水河特大橋主跨為鋼管混凝土中承式拱橋。拱肋採用變高度四管桁式截面，管內灌C55微膨脹混凝土，吊杆錨頭處綴管內灌注C90鋼砂混凝土。上弦杆兩根主弦管及下弦杆兩根主弦管為啞鈴狀結構形式，拱腳側通過綴板連接，拱頂側通過橫向綴管連接。拱肋橫向聯繫採用X撐橫聯，單幅橋共設24道X撐橫聯。吊杆均採用單吊杆，單幅橋設20對吊杆。各部件構造模型如圖~所示。
大橋整體模型 封拱腳部位模型 拱腳連接處構造模型 拱肋頂端合攏構造模型 吊裝拱肋節段模型 吊裝拱肋節段法蘭盤連接模型
DP軟體的應用
鋼結構加工
由於橋位所在水域通航能力不足，而拱肋和格子梁結構尺寸龐大，無法採用船舶運輸至橋位安裝的施工方式。本項目鋼結構加工，在施工區域附近廠房進行，包括鋼管拱拱肋管節卷管、接長，焊接片裝，以及橋面格子梁的單元件製造。由於加工的鋼結構比較複雜、異形，並且鋼結構加工時需要提供精度非常高的BIM模型，普通三維建模軟體無法滿足要求。根據這些要求，項目採用BIM軟體中建模精度最高的Digital Project軟體，對馬灘紅水河特大橋進行參數化建模。最終，加工人員根據鋼結構三維BIM信息化模型，以及三維加工圖紙進行可視化加工。
由於在鋼結構加工過程中使用了BIM技術，不僅減少了加工圖紙、加工技術交底以及各工種溝通協作時間，而且提高了鋼結構加工精度以及加工效率。同時，基於Digital Project的BIM技術在鋼結構中的運用，實現了建築信息化要求下構件加工的標準化和精細化，進一步促進鋼結構加工中材料信息、構件製作信息、構件物流信息、構件安裝信息，以及工期、成本等信息以可視化方式進行的5D數字化管理。
可視化施工
Digital Project具有非常好的三維交互建模功能。通過建立準確、真實、完備的BIM模型，可以預測施工過程中可能出現的情況，這不僅能夠減少設計變更和避免返工，而且利於施工方不斷改善施工工序、資源配置以及進度計劃。
本文通過DP軟體建模發現，由於受拱肋橫聯的影響，在安裝橋面格子梁時，吊點在拱肋下方時，吊點無法縱移動，並且格子梁在橋位旁邊總拼，需要在岸邊起吊。根據這一問題，提出將格子梁先運至拱座前方，轉換格子梁至安裝方向，然後在格子梁外側安裝吊臂，再起吊安裝。
格子梁安裝示意
工程量統計
過去項目對工程量進行統計時，預算人員需要從二維設計圖紙中逐一統計各工種、部件的數量，然後再匯總、分析，並進行相關計算。這不僅要求統計人員對二維施工圖紙非常熟悉，而且工作量大。並且由於預算人員統計不到位，傳統算量一般低於實際工程量。更槽糕的是，當設計變更時，工程量又得重新計算，這對於項目來說是非常大的內耗。應用BIM技術，能夠準確、快速生成工程量清單，省去工程量統計時間，並能及時有效地對工程造價進行控制。
針對本項目，採用Digital Project軟體對大橋進行了參數化建模。大橋模型建立後，對工程量進行了統計分析。統計結果表明，由於Digital Project比其他BIM建模軟體的建模精度要高，自動生成工程量清單較準確，並且該軟體採用的是參數化與變量驅動的形式建模，當設計變更時，軟體能夠根據參數變化驅動模型變化，從而大大減少了由於設計變更帶來的新建模工作量和工程統計工作量。
工程量清單統計
本文通過利用三維建模軟體Digital Project對馬灘紅水河特大橋進行參數化建模，探討基於該軟體的BIM技術在橋樑施工中的應用。結果表明：Digital Project建模精度高，可以減少鋼結構加工過程中加工交底和溝通協作時間，提高鋼結構加工效率和加工精度，促進橋樑工程標準化、精細化施工；Digital Project三維建模交互好，能夠建立準確、真實、完備的BIM模型，預測施工過程中可能出現的情況，減少設計變更和避免返工，進而不斷改善施工工序、資源配置以及進度計劃；Digital Project變量驅動強，能夠根據參數變化驅動模型改變，從而減少由於設計變更帶來的新建模工作量和工程統計工作量。本文基於Digital Project的BIM技術在橋樑施工中的應用研究成果，可為同類橋樑工程設計和施工提供參考借鑑。
本文刊載 /《橋樑 · BIM視界》雜誌 2018年 1月刊 總第4期
作者 / 李彩霞 林廣泰 王建軍 鄭健
作者單位 / 廣西路橋工程集團有限公司