目前,BIM作为一项新技术已逐渐从建筑行业扩展到市政、交通、水利等领域,甚至在大型桥梁设计中的应用也取得了一定的成效,但在桥梁架设施工中,BIM的实际应用和研究还相对较少。由于中承式钢拱桥施工难度大、异形构件众多、信息庞杂,其安全高效施工和合理的施工进程管理具有桥梁工程的典型性。研究以主跨200m的中承式钢拱桥为工程背景,利用桥梁专业有限元分析软件Midas建立全桥有限元施工模型;从结构受力、环境适应性、经济性及施工难易度等多维度对比研究了钢主梁及拱肋的架设工法。最终,钢主梁采用拖拉法施工,钢箱拱肋采用竖转法架设。结合BIM的基本理论及相关软件的应用,创建了该中承式钢拱桥主梁及拱肋架设中核心构件的BIM族库,并对BIM模型进行了针对性的等级划分。接着,基于BIM的可视化技术对背景工程施工场地进行合理规划,并且借助BIM4D施工进度模拟技术建立钢主梁数字化架设的复杂系统级模型。为使数字模型能够与物理世界交互反馈、实时迭代优化,从而更好地服务于实际施工现场,引入了数字孪生理念,利用数字孪生技术对钢主梁拖拉法施工的智能管控进行架构设计。其次,研究了拱肋竖转施工过程中的核心结构——竖转铰,并利用有限元软件Midas/Fea对最不利工况下的竖转铰进行了非线性接触分析。结果表明,竖转铰铰轴的应力值并不控制设计,而应重点考虑上、下摇支承板与铰轴连接位置处的应力集中问题。合理优化竖转铰结构后,对其进行基于BIM的安全信息管理;借助BIM技术对竖转铰完成高精度制作与准确定位安装。最后,研究了基于BIM的施工质量管理方法。在对比文字形式归纳存档的传统施工质量管理方法基础上,本文利用BIM平台共享性、多样性、经济环保等优点实现钢主梁及拱肋制造安装的BIM模型规范化管理。利用逆向建模的方案,通过实体对象点云与BIM模型对象点云对准的方式,检验吊杆质量缺陷。以吊杆质量缺陷检测为案例,利用数字孪生技术对吊杆的施工质量智能化管理进行架构设计。