BIM技术在桥梁设计中的应用周涛

BIM技术在桥梁设计中的应用周涛

周涛韩岳

长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

摘要：BIM在欧美发达国家已推广应用，有的国家颁布了实施标准。目前国内应用多数在建筑领域，公路项目还没有展开。BIM集成项目信息数据，以三维数字建立模型，用数字化表达项目和功能，是工程数据源，对于分布式及异构过程数据之间进行一致性互用。在桥梁设计上基于对象项目带有元数据的三维模型，进行精准设计，数据组织结构吻合桥梁相关设计。

关键词：桥梁设计；BIM技术；应用要点

引言

随着我国社会经济快速发展，现阶段大型桥梁工程施工项目数量在不断提高，而桥梁施工与周围环境具有密切的联系，从而导致桥梁工程施工自身也具备复杂性的特点。我国现阶段在对大型桥梁工程设计的过程，依然采取传统设计方式，在这样的情况下，就导致设计中出现问题不易发现，这样不仅会对施工效率和成本造成影响，还会对建筑工程施工的安全性造成影响。

1BIM技术优势和应用特点

在具体使用BIM技术的过程中，要求模型所体现的信息要点与工程质量内容相符合，如此，才能保证BIM模型应用效果得到最大程度发挥。BIM的使用价值可以从下面几个方面体现出来：（1）参数化。使用BIM技术的时候，利用参数化要点完成建模内容，保证涉及到的不同信息之间进行良好衔接操作，尽可能满足一次创建，重复使用的要求，如果其中某一个环节出现问题，只需要完成部分修改，实现智能化联动操作要点；（2）可视化。在桥梁工程的这个生命周期运行过程中，利用BIM技术可以实现全过程可视化操作，其要点内容主要涵盖了梁体内部结构的可视化、施工方案以及具体施工技术的可视化；（3）节约成本。科学合理的运用BIM技术，能够满足施工设计方案和具体施工操作之间对于成本的把控，通过完善良好的运算体系，对所需成本进行估算，保证实现各项资源的优化配置；（4）加快进度。运用BIM技术，可以通过施工方案的具体要求合理调整施工进度，保证项目发展的协调性；（5）提高质量。在桥梁项目施工发展过程中，BIM的可用性还包括能够有效完成碰撞检测、安全性分析、绿色建筑分析等，从根本上保证施工操作的有效性和工程质量。换言之，有效利用BIM技术发展平台，可以实现技术和设计方案的优化。

2BIM技术应用障碍因素分析

2.1技术因素

伴随着科技的发展与进步，BIM技术整体应用不断朝着纵深方向发展，很多应用成熟的软件系统都是运用外国先进技术，例如最常见的如Revit、civil3d、navisworks等，虽然国外研制的软件系统具有强大的使用功能，但是，很多应用程序与我国工程发展要求无法实现无缝对接，没有充分考虑不到中国实际需要的设计流程和管理需要，很多大型工程都需要对软件系统进行二次开发和完善，如此，会影响到对BIM技术的使用效果。

2.2组织管理因素

BIM技术对于信息的处理方法有别于传统项目管理，在以往建设项目设计中，对于信息模块的交流一般仅限于点对点发展模式，而在BIM技术应用背景下，可以实现信息资源共享，满足沟通方式多样化发展需要。此时，传统信息交流方式无法与现阶段项目建设发展相匹配。很多施工设计方案和施工效果都是以纸质档案的形式进行归档保存的，如果这些档案出现毁损或者丢失，那么，将不利于后期运营和维护需要，特别是一些大型桥梁建设项目，由于需要涉及到很多专业知识，还要面临地下管线分布问题，具有一定复杂性，利用BIM信息管理系统可以有效解决这些复杂的问题，通过建立三维立体模型，在系统内部输入有效信息，针对项目不同要点随时调用信息，服务于工程项目建设全过程，完成信息共享环节。其面临的主要问题是在施工的时候因为信息是从施工现场发出并进行指导的，需要相关人员对模型要点进行上传，会增加人员的工作量。

3桥梁设计特点与BIM应用分析

3.1快速参数化建模

BIM的建模相较于二维建模有本质上的区别。三维建模是结合项目发展所需要的所有有效信息完成拼接，创建过程需要运用到三维素材，每一个细小部位都有参数作为支撑并予以记录保存，需要使用的时候可以直接从“数据库”中调取。根据工程项目实际情况，根据不同线条发展变化，更新模型属性，也就是后来提出的“族”（family）的概念。针对不同构件使用需要，采用“体量”来创建所需要的“族”，保证结构设计的完整性。在进行桥梁项目设计的时候，我们就可以调取合适的“族”完成搭接要点，如此既可以节约施工成本，也能够合理控制工程资金流向，保证建设方案的可行性和科学性。

3.2自动工程量统计

在进行工程量统计时，桥梁结构工程中会使用大量的建筑材料，而且种类繁多，需要根据截面形式以及构件类别进行区分。在建模初期，用户可以根据模型分类对工程量信息进行定义，运行合格后，对所有需要统计的信息进行统一汇总，之后，使用软件报表输出功能对将要进行核对的信息进行预先设置，才能使得信息得以输出。通过这样的方式可以有效降低错误率，另外还可以使得工程量汇总时间得以缩短。应用BIM技术，将设计阶段的模型直接导入到所需的配套专业软件中，不仅节省了建模的时间，还减少了犯错误的可能。利用先进的计算机信息系统替代人工操作，可以提升工程效率，减少错误率的出现，保证获得数据的真实有效性。

3.3三维桥梁设计信息模型和应用

借助IBM技术模型数据信息完善，逻辑关联性完全一致，充分描述桥梁结构的立体几何信息和关系，数据图表构件互相识别，从局部到整体高度吻合，通过调整模型达到最优目的。

因为桥梁项目建设规模庞大，设计作业需要依靠团队的力量予以完成，三维模型的设计准则是基于BIM建立的可视化全桥数据信息模型，在众多方案中比选出最优设计模块，对不同使用模块进行单独建模，保证在BIM框架下形成完整的设计模型。保证参与图案设计的工作人员了解图案的分解和组织结构，在项目方案中体现对预定任务的处理，并观看施工效果，从而可以有效把控设计质量。

3.4细部设计与自动成图

可以使用软件中的图纸管理器对各种图纸按照类别以及用途和功能等进行快速分类，软件的这种功能极大的方便了绘制人员能够对各类工程图纸进行有效管理，通过这种方式，一方面能够有效的缩减绘图时间，另一方面使得图纸的精准度得以提高。用户可以在西部节点中把尺寸初值输入其中，按照节点数据库中预先设置好的相关运行参数，BIM软件就能够按照节点已经预设好的要求做好节点拼装成型工作，利用软件的持续加工处理功能，使得模型细部设计质量得以有效提高，这样一来就可以更大程度上满足实际情况需求。

结束语

综合上文所述，对于BIM技术来说，在桥梁工程设计和规划中应用的过程中，能够有效提高施工设计的整体效率，这样不仅能够为工作人员提供一个良好的发展平台，还能够进一步提升整体施工的管理效率。另外，还能够将传统管理形式进行改善和创新，在这样的情况下，就能够进一步突进BIM技术的大力发展，最终保障BIM技术能够在桥梁设计工作中广泛推广和运用。

参考文献：

[1]隋振国，马锦明，陈东，等.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].施工技术，2013，42（S2）：161-165.

[2]李红学，郭红领，高岩，等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报，2012（6）：48-52.