摘 要：公路桥梁工程是交通基础设施建设的核心组成部分，其工程复杂性、建设规模与投资额度影响全生命周期管理在项目实施中的关键地位。然而，传统管理模式存在信息孤岛、设计与施工环节脱节、后期维护管理效率低下等问题，难以满足当代工程项目日趋复杂的管理需求。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）凭借三维可视化、数据集成化与协同设计等核心优势，为突破传统管理瓶颈提供了有效路径。基于此，本文以BIM技术为支撑，深入研究其在公路桥梁工程全生命周期管理中的具体应用方法与优化策略，旨在构建一套系统化、智能化的项目管理框架，为公路桥梁工程建设提供创新性解决方案。

关键词：BIM技术；公路桥梁工程；全生命周期管理

中图分类号：F426.9     文献标识码：A     文章编号：1671-2064(2025)15-0000-00

0引言

随着我国基础设施建设进入高质量发展阶段，公路桥梁工程呈现出跨度大、结构复杂、技术要求高、全生命周期成本管控严格的特点。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）以三维数字化模型为载体，集成项目从规划、设计、施工到运营维护的全要素信息，通过参数化设计、协同工作平台与信息共享机制，实现各参与方、各阶段的高效协同与数据贯通。基于此，本文以BIM技术为支撑，深入研究其在公路桥梁工程全生命周期管理中的具体应用方法与优化策略，旨在构建适配公路桥梁工程特点的BIM全生命周期管理体系。

1公路桥梁工程的全生命周期管理

生命周期管理是一种系统化管理方法，旨在有效协调和优化产品或项目在整个生命周期中的各个阶段。公路桥梁工程全生命周期管理涉及从项目的初始设计、施工、运营维护，直至最终报废的全过程，在各个阶段实现资源的有效利用、成本的合理控制和性能的持续提升^[1]。在桥梁项目的整个生命周期内，采用系统化方法对各阶段进行计划、实施、监控和评估，以实现工程效益最大化、资源优化配置、风险控制和环境保护的综合目标。

在初始设计阶段，工程师通过需求分析、可行性研究和设计方案制定，确定桥梁的基本构造、材料选择和技术路线。全生命周期管理要求设计时考虑后期施工难度、运营维护需求以及环境影响，保证设计的经济性和高质量。

在施工阶段，管理者需要通过详细的进度计划、资源配置和质量控制，保证工程按时、按质、按量完成。全生命周期管理强调信息的共享与协调，利用BIM技术进行施工模拟和碰撞检测，优化施工方案，降低变更和返工风险。

在运营维护阶段，通过建立完善的维护管理体系和监测机制，实施定期检查和状态评估，及时发现和处理潜在问题。全生命周期管理强调数据的积累与分析，利用BIM技术进行动态监控，优化维护策略，延长桥梁使用寿命。

在报废与拆除阶段，当桥梁达到使用寿命或无法继续使用时，进入报废与拆除阶段。全生命周期管理要求在这一阶段妥善处理拆除过程中的资源回收和环境保护问题，安全高效地开展拆除工作，将拆除后的材料进行再利用，减少资源浪费。

2基于BIM技术的公路桥梁工程全生命周期管理分析

2.1设计阶段的BIM技术应用

2.1.1可视化设计

应用BIM技术的三维可视化功能，设计团队能够直观地查看桥梁的全貌及各个部分的详细结构。与传统二维图纸相比，三维模型不仅能展示桥梁外观，还能真实呈现桥梁结构、材料、尺寸等信息，便于设计人员开展全面分析和优化工作。通过BIM模型，设计师可以直观展示桥梁的桥墩、主梁、桥面、支座等重要部分，这种可视化设计可以减少传统二维图纸的模糊性和理解偏差，便于各专业团队理解设计意图^[2]。例如，通过三维模型向业主或施工方展示设计方案，促进各方的意见反馈和协作，保证设计方案符合各方需求。

2.1.2参数化设计

BIM技术的参数化设计功能，使桥梁设计可通过调整关键参数快速生成多样化方案，大幅提升设计灵活性与工作效率。设计师只需要修改模型中的特定参数（例如材料特性、桥梁跨度、荷载等级等），模型就会自动更新关联部分的设计结果，实现全模型的联动调整。BIM模型自动适配生成对应的结构方案，既可以避免传统手动修改图纸的繁琐流程，又可以减少人为操作误差。同时，参数化设计支持短时间内生成多个备选方案，便于设计团队从结构性能、造价成本、施工难度等维度进行快速比选，显著提升设计工作的效率与科学性。

2.1.3冲突检测与变更控制

桥梁工程设计涉及结构、机电、交通等多个专业的协同配合，BIM模型通过集成各专业设计数据，可提前识别不同专业间的设计冲突，例如结构构件与电缆管线的空间位置重叠、设备安装与预留孔洞不匹配等问题，在设计阶段及时解决潜在矛盾，避免这些问题延至施工阶段，减少现场返工风险^[3]。

2.1.4数据集成与协同设计

BIM平台为各专业设计团队提供了统一的工作载体，所有参与者可在同一模型中开展设计、修改与审核工作，并实时查看最新设计进展。这种集成化的数据管理模式，有效减少了传统设计中因信息传递碎片化导致的信息丢失与理解偏差，保证了各专业设计成果的一致性。借助BIM平台的协同功能，设计团队可实现多专业并行作业。例如，结构专业调整梁体尺寸后，机电专业能立即获取更新信息并同步优化管线布置，避免了传统流程中各专业“依次接力”式设计的滞后性。这种协同工作模式打破了专业间的信息壁垒，缩短了跨专业沟通时间，显著提升了设计工作的整体效率。

2.2施工阶段的BIM技术应用

2.2.1施工进度监控

在施工阶段，BIM技术通过三维可视化与时间维度的深度整合（即4D BIM），实现对施工进度的精准监控与动态预测。4D BIM将施工进度计划与三维模型有机结合，使项目管理人员能直观掌握各工序的实际进展，为资源调配与时间安排提供科学依据。施工计划通过BIM模型可视化呈现后，项目经理可随时对比工程实际进度与计划进度的偏差。借助模型按时间节点生成的阶段性施工状态，能提前识别可能导致工期延误的风险点。此外，BIM技术支持施工方案的虚拟模拟，项目团队可在施工前通过模型推演不同方案的实施过程，优化施工路径与工序衔接，减少因调度不合理造成的工期损失。

2.2.2施工质量控制

BIM技术凭借三维可视化优势与精确的模型数据，为施工质量控制提供有力支撑，可有效规避因设计信息模糊或施工操作偏差引发的质量问题。其可视化功能不仅可以用于进度监控，还能辅助细节检查、构件校准及材料使用追踪。在施工现场，通过BIM模型对构件进行预装配模拟，能提前验证安装精度，避免施工中出现定位错误^[4]。同时，BIM模型可作为质量检验的基准，通过实时比对现场施工与模型参数，确保施工过程符合设计标准。此外，详细的三维视图能帮助施工人员准确理解技术要求，减少因操作失误或设计信息传递不畅导致的返工，提升整体施工质量。

2.2.3成本管理与控制

BIM技术在施工阶段的成本管理中表现出强大功能，通过构建5D BIM模型（融合三维模型、时间维度与成本数据），可实现成本的实时管控与预算动态分析，既能提前预估施工成本，又能在施工过程中精准追踪实际开支。基于BIM模型，可自动生成项目所需的材料清单，并结合市场价格与施工计划进行成本预测，有效控制材料采购成本与施工支出，降低预算超支风险。当BIM系统与项目管理系统对接后，施工过程中的实际成本与预算差异可实时反馈。例如，材料价格波动、施工方案调整等因素对成本的影响能即时体现在模型中，便于管理人员及时调整预算方案，实现成本的精细化管控。

2.3运营维护阶段的BIM技术应用

2.3.1实时监测与健康管理

在桥梁运营维护阶段，通过在关键结构部位部署应力传感器、加速度计、温度传感器等设备，可实时采集桥梁的结构状态与环境参数。这些传感器将动态数据实时传输至BIM系统，与三维模型深度融合形成数字化健康档案，实现对桥梁健康状况的持续监控与可视化管理。具体而言，应力传感器能实时追踪桥梁承载力变化，精准监测运营过程中的负荷状态，助力及早发现结构性损伤或材料疲劳问题；加速度传感器可捕捉桥梁微小振动与位移数据，为分析交通流量、环境因素对结构的影响提供依据，有效预防结构疲劳或不均匀沉降等隐患。借助BIM技术，传感器数据与三维模型的整合能生成直观的设施状态报告，管理人员通过平台可直接定位模型中的损坏位置或结构异常点，大幅提升健康管理的精准度与效率。

2.3.2 BIM与大数据分析的结合

将BIM技术与大数据分析相结合，可深度挖掘桥梁运营数据的价值，为维护决策提供科学支撑。大数据技术能够对桥梁历史运营数据进行纵向分析，识别健康状态的长期变化趋势。例如，通过梳理历年结构应力数据，可预测未来可能出现的疲劳损伤，为提前规划修复工作提供依据^[5]。同时，基于实时监测数据与历史维护记录，大数据分析可通过机器学习算法对桥梁未来状态进行风险评估，精准识别高风险区域或潜在结构性问题，及时向管理者推送预警信息。在此基础上，桥梁管理者能依托数据分析结果优化维护计划，减少不必要的检查与维修作业，在保障结构安全的前提下显著降低维护成本，实现运营资源的高效配置。

2.4报废与改造阶段的BIM技术应用

当桥梁达到设计使用年限或因结构性损坏难以修复时，报废处理成为必要选择。BIM模型能为桥梁拆除提供详细的三维拆解方案，明确各构件的拆除顺序、所需设备及作业范围，避免因顺序不当引发结构坍塌等风险。同时，BIM技术可精准记录桥梁各部分的材料类型、用量及损耗状态，通过分析评估确定可再利用或回收的材料。借助平台的可视化功能，对可回收部分进行专项标注，并规划拆解后材料的运输、存储路径，最大限度减少资源浪费与环境污染。通过对桥梁现有结构进行精确三维建模，可真实还原其当前状态，包括损坏部位、构件老化程度、应力分布等细节。基于此模型，工程师能直观掌握结构现状并开展深度分析，精准确定改造范围与技术方案^[6]。在改造设计阶段，BIM系统支持虚拟改造仿真，可模拟不同方案的实施效果。例如，增设加固结构时，能提前测算方案对桥梁承载力、抗震性能的影响，助力筛选最优改造策略。

3基于BIM技术的公路桥梁工程全生命周期管理优化策略

将BIM技术与人工智能（AI）技术深度融合，借助AI的机器学习与深度学习算法，显著提升BIM系统的智能化水平，尤其在桥梁维护、结构分析、风险预测等场景中发挥关键作用。AI技术通过学习海量桥梁设计与运营数据，能对设计方案进行智能优化。例如，BIM与AI结合的系统可自动识别桥梁结构中的薄弱环节，生成针对性加固建议；通过算法优化材料选择、调整结构参数，减少应力集中现象。在运营阶段，AI技术能通过分析历史监测数据，精准预测桥梁故障发生时间与潜在损坏部位，实现从“被动维修”向“主动防控”的转变。

为实现BIM模型在不同软件平台间的顺畅流转，建立统一的文件格式与数据接口标准，确保各阶段数据无缝交换。同时，构建标准化的桥梁构件分类与编码体系，明确构件属性定义与命名规则，保障设计、施工、运维全流程数据的一致性，使各参与方能够准确理解模型信息，高效开展协同工作。依托云计算技术搭建BIM信息共享平台，可为项目各参与方提供集中式的数据访问、修改与存储环境，不仅加速信息流通效率，还能支持实时协作。

4结语

BIM技术的应用有效打破了公路桥梁工程各阶段的信息壁垒，实现了设计方案的精准优化、施工过程的高效协同、运营维护的科学决策以及报废改造的资源节约，为提升项目全生命周期的管理效率与经济效益提供了有力支撑。未来，应加快跨技术融合创新，构建“BIM+智慧管理”平台，实现全周期数据的实时采集、智能分析与决策支持。同时，健全行业标准化体系，统一模型交付标准与数据接口规范，打通设计、施工、运维的数据链条，为我国交通基础设施高质量发展注入持久动力。

参考文献

[1]曾鹏.BIM技术在公路桥梁施工中的应用研究[J].新城建科技,2024,33(5):94-96.

[2]崔平,孙泓辞,朱卫.BIM技术在公路桥梁设计和施工中的应用[J].中国住宅设施,2024(4):121-123.

[3]陈辅伟,杨鸿,徐磊如.BIM技术在公路桥梁设计阶段的优化与集成探讨[J].智能建筑与智慧城市,2024(2):176-178.

[4]林睿颖,雷家艳,张苏娟,等.基于BIM技术的公路桥梁综合管理系统[J].公路,2023,68(10):219-225.

[5]赵欢.BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理中的应用[J].工程技术研究,2023,8(16):123-125.

[6]陈利伟.BIM技术在公路桥梁施工模拟及监测中的应用研究[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2022,24(1):10-13.

Research on the Full Life Cycle Management of Highway Bridge Engineering Based on BIM Technology

Zhu Shengkai, Xia Huijun

(Jinan Transportation Comprehensive Administrative Law Enforcement Detachment, Jinan Shandong 271100)

Abstract: Highway and bridge engineering is a core component of transportation infrastructure construction, and its complexity, construction scale, and investment amount affect the critical role of full lifecycle management in project implementation. However, traditional management models suffer from problems such as information silos, disconnection between design and construction processes, and low efficiency in post maintenance management, making it difficult to meet the increasingly complex management needs of contemporary engineering projects. BIM (Building Information Modeling) provides an effective path to break through traditional management bottlenecks with core advantages such as 3D visualization, data integration, and collaborative design. Based on this, this article uses BIM technology as a support to conduct in-depth research on its specific application methods and optimization strategies in the full life cycle management of highway bridge engineering, aiming to build a systematic and intelligent project management framework and provide innovative solutions for highway bridge engineering construction.

Keywords: BIM; highway bridge engineering; full life cycle management