本文是一篇结构工程论文，本文研究 BIM 技术在盛世游艇会内河湖工程 1 号桥项目施工管理中的应用，主要完成了以下工作：1. 本文结合桥梁的三维模型，使用有限元软件 Midas2013 进行结构计算复核，通过三维模型模拟实际结构采用空间剪力柔性梁格体系，纵梁、横梁组成梁格体系，复核结构设计结果均满足规范要求；通过碰撞检查发现了南引桥结构箱梁与商业会所平台的冲突，提前做了设计修改，避免了施工人力和成本的浪费及施工工期的延误；在照明设计过程中，运用三维模型对照明灯具的设置和效果进行了协同设计，设计效率大大提高；通过建立钢筋的 BIM 模型，可以精确到每一根钢筋的位置，从而优化钢筋位置，避免冲突，精细化管理，提高施工效率。
第一章 绪论
1.1 引言
近年来，随着城乡一体化经济的快速发展，为了满足国民越来越高的出行要求，国家基础设施建设也在迅速发展，尤其是城市轨道交通、高铁及桥梁等工程建设。桥梁作为交通运输基础设施中不可缺少的组成部分，建设速度必须跟上城市化高速发展的步伐，同时作为城市经济和社会和谐发展的先决条件，其发展水平展示着城市的重要发展水平，并且已经成为城市竞争力表现的重要因素之一。但城市桥梁的施工会造成不少问题，如交通不便、噪声等环境影响，这就需要寻求合理的施工方案和管理技术使得工期缩短，实现绿色施工。
现代建筑逐渐向高层、超高层、大规模演进，现代桥梁在具有舒适和安全的同时，也更加具有美感。而且随着人们审美要求的提升，在景观桥工程中，能够体现出功能性、美观性、创意性的设计，更容易受到人们的称赞。由于传统的墩柱结构造型规则单一，变化性较少，而异型墩柱艺术感更强，给人美的享受，同时也可节约空间，因而在景观桥梁中日益广泛应用。
虽然我国是桥梁建设大国，但由于桥梁自身结构的复杂和施工环境的不同，在建设中仍然面临着许多的难题，待以解决：
1）桥梁设计多变，构造复杂。现代桥梁不仅满足交通功能，同时也成为标志性建筑。对于桥梁的观赏性，人们的审美要求也越来越高，使得其外型越来越美观和新颖。桥梁结构的几何信息传递一般通过传统的二维设计图纸，对于构造复杂的桥梁结构来说，仅靠二维设计图纸解释复杂的结构很难清楚准确，因此如结构冲突、尺寸错误等问题就可能会在设计图纸上常出现。
2）桥梁工程施工的环境复杂，在施工过程中，存在某些危险复杂的工序，加上很难做到施工管理和施工方案措施万无一失，这些情况的影响存在整个桥梁施工过程，可能发生的问题如：设计存在疏忽，结构碰撞，施工安全事故的发生，施工质量达不到设计规范要求，施工成本超出预算过大，使得整个工期进度难以保证按时完成。
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1.2 国内外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
自有着“BIM 之父”之称的美国乔治亚理工大学的 Chunk Eastman 教授，在 1975年提出了“a computer-based description of-a building”的可视化的工程建造理念， BIM技术经历了最初的萌芽阶段到现在的迅速发展的阶段。
Barazzetti L[1]提出了一种集成 BIM-GIS（地形信息模型）解决方案，通过应用激光扫描和摄影测量技术，详细测量了桥梁几何尺寸，运用这些几何尺寸数据生成桥梁BIM-GIS（地形信息模型）模型。在桥梁荷载试验中，通过测量位移，将这些数据分析并储存在桥梁 BIM 模型中。
Barazzetti L 等[2]提出一种复杂桥梁 BIM 模型生成的新方法，通过激光扫描等技术手段，加上不规则形状的计算机算法的处理及桥梁构件参数化对象的创建，通过对象的组装形成精确的桥梁 BIM 模型。
C. S. Shim 等[3]通过对桥梁 BIM 三维设计模型结果中提取完整的 CAD 图纸的信息表达，提出可扩展的桥梁信息模式，实现了设计和施工过程之间的协同操作，对桥梁进行了实体模型创建、参数化建模、4D 和 5D 仿真，将桥梁信息模型应用于现有的工程实践中。
Jung, Doyoung 等[4]介绍了 BIM 技术在斜拉桥梁施工上的应用，对桥梁进行虚拟施工可视化设计，分析了可施工性和协调性问题。通过使用不同的两种施工顺序方案和工作分解结构，将可视化三维模型、成本和进度进行集成，从而模拟出真实情况下的动态图形和效果。
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第二章 盛世游艇会 1 号桥工程项目
2.1 工程概况
2.1.1 地理位置
中山市神湾盛世游艇会项目位置在中山市神湾镇磨刀岛，西临江面宽阔的磨刀门水道，东临海拔 68 米的卧佛山，东南侧与区域性干道相联。盛世游艇会配套内河湖工程的 1 号桥，位于西环路上，呈东西走向，跨域 150m 规划内港池河道，连接商业会所与别墅区。
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2.2 工程重难点分析
本工程为景观桥，建筑造型与常规桥梁有较大不同，墩柱多为异型结构，箱梁线性多为曲线，经过多次对本桥梁工程的结构特点和造型讨论分析，施工管理的重难点有如下几点：
1、信息多，协调难度大
参与项目建设的有多家国内外公司：业主公司、顾问公司、设计公司、总包公司、监理公司等，各公司的信息量较多，图纸量大，交叉问题较多，施工准备过程中虽然进行了多轮的图纸和技术交底，但很难彻底杜绝设计中的“错、漏、碰、缺”现象，较多在实际施工中出现的问题，由于相关参与人众多，需要多方面协商才能达成一致，协调难度极大。
2、造型特殊
该桥梁工程结构复杂且造型样式与常规不同，多异型墩柱，多曲线面。测量放样的准确性与模板材料的选择和加工的及时性将直接关系到项目的进度情况，由于管理协调的工作量大，不及时的信息传递和决策，导致现场施工的变更问题迟迟得不到解决，不可避免造成模板加工制作时间增加，模板不能及时进场拼装，导致某些工序不能按工期计划完成，这就严重地影响了施工总体进度管理工作的实施控制。
3、工程要求高，管理精细化难
该桥梁工程是一座景观桥梁，对桥梁线形顺畅和外观质量要求很高。本工程涉及到的施工范围与多个项目重叠，现场多个施工单位同时施工，各总包单位所包含的分部分项工程之间又存在一定的交叉工序，需要通过各参与方的配合协调，才能解决施工过程中发生的不可预见的问题，精细化管理的难度较大。
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第三章 桥梁设计中的 BIM 应用 ........................20
3.1 1 号桥设计的 BIM 应用 ........................ 20
3.2 基于 BIM 模型的复核计算 ................... 26
第四章 基于 BIM 的桥梁施工应用 ....................30
4.1 基于 BIM 的异型墩柱施工 .............................. 30
4.1.1 模板设计深化 ...................... 32
4.1.2 施工过程管理 ........................ 38
第四章 基于 BIM 的桥梁施工应用
4.1 基于 BIM 的异型墩柱施工
盛世游艇会配套内河湖工程 1 号桥的车行主桥为一座 5 跨预应力混凝土连续梁桥，人行主桥为 2 联 2 跨预应力混凝土连续梁桥，南北引桥及南北人行天桥为钢筋混凝土连续梁桥，北平台采用一跨简支箱梁结构，南平台、会所平台和观景平台采用混凝土框架结构。全桥共有 26 个墩柱，均为现浇钢筋混凝土结构，采用 C40 清水混凝土。其中包括异型门式墩柱、异型双曲面墩柱，带斜撑异型门式墩柱，环形悬挑墩柱，Y 字型墩柱，圆形墩柱，门式墩柱等，整体的墩柱三维效果模型如图 4-1。
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结论与展望
（一）结论
随着科学技术的不断发展进步， BIM 技术因其协同性、可视化性、模拟性等众多优点在建筑工程已经有较多相关研究和应用，桥梁工程也在加快探索 BIM 技术所能带来的行业提升。BIM 技术的使用，大大的促进了工程行业的技术和管理创新。本文研究 BIM 技术在盛世游艇会内河湖工程 1 号桥项目施工管理中的应用，主要完成了以下工作：
1. 本文结合桥梁的三维模型，使用有限元软件 Midas2013 进行结构计算复核，通过三维模型模拟实际结构采用空间剪力柔性梁格体系，纵梁、横梁组成梁格体系，复核结构设计结果均满足规范要求；通过碰撞检查发现了南引桥结构箱梁与商业会所平台的冲突，提前做了设计修改，避免了施工人力和成本的浪费及施工工期的延误；在照明设计过程中，运用三维模型对照明灯具的设置和效果进行了协同设计，设计效率大大提高；通过建立钢筋的 BIM 模型，可以精确到每一根钢筋的位置，从而优化钢筋位置，避免冲突，精细化管理，提高施工效率。
2. 本文通过对比 Rhinoceros 和 Revit 建模软件的优势和特点，选择采用 Rhinoceros软件建立了桥梁的 BIM 模型，采用三维模型及施工图深化对异型墩柱施工过程进行研究，通过实例运用 BIM 技术，解决了环形悬挑墩柱，异型门式带斜撑墩柱，异型双曲面等墩柱施工过程中的质量与安全管控难度大的挑战，总结了异型墩柱施工的技术要点和工艺流程，从实际效果看，运用 BIM 建模+施工图深化+分次浇筑成型的墩柱施工方法，既提升了桥梁的施工管理水平，又保证了施工的安全和质量，还节约了成本。
3. 本文运用 BIM 技术，建立多种人行桥弧形箱梁设计方案，分析选取了人行桥弧形箱梁的最佳方案，将直角坐标法与三维模型有机结合，在直线段与弧线段交界处，曲率半径变化处设置关键截面，前者用于放样，后者在于校核，保证弧形箱梁底板，顶板，两侧腹板的精确放样，同时利用该模型进行箱梁模板设计并指导
