目前，我国交通路网正在加速织密,桥梁是交通路网中的关键咽喉工程，关系到区域交通路网的通行效率与通行安全。据统计,我国公路桥梁总数已经超过90万座，其中长大桥梁总数达到135座，成为名副其实的桥梁大国，在世界前十大跨径斜拉桥、悬索桥中，我国分别占有7座和6座，桥梁建设与养护水平处于世界领先地位。进一步提高桥梁建设与养护质量，实现桥梁长久高水平服务，为公众提供更加畅通的交通通道、更加舒适的交通体验，是每一位交通人应承担的责任，也是时代所需、公众所盼。
医疗领域的公民高效健康管理体制给桥梁施工与养护管理的精细化升级提供了很好的借鉴作用。如在医疗领域，要想保障每一个公民长期健康，就需要建立公民病历档案查询平台，并采取定期的健康体检，准确了解公民的健康状况，及早发现健康隐患。在交通基础设施中，桥梁每天都在夜以继日的“忙碌”，片刻的停歇都将对区域交通的畅通造成极大的不便，探索桥梁施工安全与运维管理的转型之路成为热点。借鉴健康体检理论，建立桥梁全生命周期“体检库”，提高桥梁全面体检的方法与手段，实现更加准确的隐患识别与诊断决策，对于时刻保持桥梁的“健康”服役而言，具有重要的意义。
新兴的信息化、智能化、大数据等技术快速发展，在此背景下，如何建立桥梁全生命周期数字孪生信息库，如何提高桥梁检测效率与精度，如何对桥型复杂多样、服役时间长的各类桥梁进行差异化管理与预防型决策，是转变传统的建管养思路，实现桥梁智能建管养转型亟需解决的问题。
突破与创新
我国《国家综合立体交通网规划纲要》中提出“坚持创新核心地位，注重科技赋能。推进交通基础设施数字化、网联化，提升交通运输指挥发展水平”，为交通基础设施行业的发展指明了方向。针对桥梁的建管养需求，笔者在施工管控、监测预警、养护决策三个方面，开展了不同程度的探索。
桥梁结构安全事件的应急处置
江苏省内的一条干线公路钢桥建设工程与高速公路跨线桥、地面环线相交形成三层立交，工程采用单向多点顶推施工方式，面临着拼装线形与支点标高精度要求高、安全防护要求高等难点。针对项目工程特点，需建立桥梁结构高精度BIM模型，如图1所示，完成项目构件信息数据库的搭建。
所搭建的BIM模型可以为造价人员提供造价编制所需的项目构件信息，大幅提升了工程量的计算工作效率与计量精度。例如在项目用钢计量分析中，采用设计图纸统计的钢材质量不包括过人孔的开孔消耗质量。结合具体的构件加工作业特点，通过BIM模型分析得出考虑损耗时的钢材质量，与工程实际钢材消耗量相比，比设计图纸统计质量的准确性提升约9%，在施工前期阶段实现了对成本的高效控制。除此之外，通过搭建高精度钢筋模型，如图2所示，实现了一键式碰撞检测，发现了桥墩钢筋碰撞之处万余处，并针对这些碰撞之处给出了设计优化建议，不仅节省了钢材用量、完成了成本优化，还实现了工作质量的提升。
同时,为更好保障项目施工安全性,建立BIM三维场地模型,可实现每一个点位三维高精度的测量功能，如图3所示。该三维场地模型为桥梁施工过程中的运输路径规划和场区划分提供了高质量数据基础，大大减少了场地勘测的工作量。
结合实景模型，借助BIM技术还实现了桥梁施工期间的交通组织模拟、施工方案交底等工作，如支架搭设、吊车进场和顶推工艺等，预演了多种吊装方案，如图4所示。形象直观地展示了项目的设计效果与施工组织方案，使项目设计、施工、运营均在可视化状态下进行，做到“事前零成本、事后提质效”，准确、全面、高效地提升了施工管理水平。
桥梁BIM模型中所包含的精细几何信息还可以为施工放样等工作提供支持。如将BIM模型输入先进的信息化放样机器人设备，如图5所示，放样机器人通过对比模型三维坐标与实际工程构件位置坐标，便可实现钢箱梁节段的吊装和顶推的全过程监控，及时发现施工误差并向项目部发出预警，辅助项目部做出合理的纠偏措施，保证了钢箱梁顶推施工的顺利进行。
在监测预警方面，采用无人机倾斜摄影、激光点云、探地雷达等多种“空天地”检测技术，可以实现交通要素识别、交通量统计、抛撒掉落物识别、车辆事故识别、异常行为识别、火灾烟雾识别、设施损坏识别等，完成对桥面系设施、铺装服役状况、施工状态的精细化综合监测。如图6采用铺装病害快速检测技术、病害自动识别与智能评估技术，通过车辆实时拍摄视频数据,实现了桥面铺装的病害自动分类识别。
不仅如此，还进一步探索了信息化技术在桥面铺装养护决策任务中的应用方法。通过收集南京大桥、泰州大桥等大跨径钢桥近20年的病害发展演变资料，结合前期检测数据，基于深度学习模型框架，对病害预测和演变模型做了深入理论化研究，发现桥面铺装裂缝、网裂、坑槽等病害的发展规律，建立了基于表观图像的病害预测模型。在此基础上，对复杂环境下桥面铺装病害进行后期发育、远期发展预测，实现了桥面铺装病害现状检测与评估效率的大幅度提升，助力了大跨径钢桥面铺装的品质工程建设。
桥梁运维与养护的智能决策支撑
在桥梁工程全寿命信息管理方面，团队自主开发了桥面铺装三维可视化建管平台，实现了桥梁“体检”数据的三维可视化存储管理。通过其中的病害管理模块、巡检管理模块，实现了养护管理的可视、可达、可控，推动了基础设施管理数字化转型升级，助力了行业战略性、前沿性发展。
在桥梁健康监测与管理领域，实现了桥梁“检测-监测-养护”多源大数据的有效融合，搭建了集成多因素耦合分析的桥梁结构振动分析系统。同时在东南大学校领导的带领下，开发出桥梁智慧运维综合管理平台，为养护决策提供了相应的科学化依据。目前，国内存量桥梁数量巨大，相信这样一个桥梁智慧运维管理平台可以汇聚越来越多的桥梁信息数据，并应用到越来越多的公路桥梁上，为桥梁养护运营决策提供更加有效的技术支撑。
未来发展的预想
针对现阶段的BIM技术应用，结合实践中的经验，对将来的发展有以下预想：
在桥梁施工作业方面，结合现在的智能制造及装配式施工，BIM模型可以与新型的智能制造设备进行数字接口的融合，做到BIM+5D的精细化管理、智能化的加工和拼装，保障工程项目的品质与安全。除此之外，随着无人驾驶、无人机等技术的发展，开发智能养护机器人，实现桥梁智能巡检和无人化养护工作，可以有效提高养护作业效率并降低安全隐患。
在桥梁全生命数据管理方面，摒弃传统离散化管理模式，建立长大桥梁数字化建管与资产平台，实现整桥全生命数据全包络，进行全过程材料资产溯源、全生命周期数字资产管理，可以实现要素集合分析，帮助提升养护决策的科学性，达成全生命期成本控制与优化管理。