BIM技术在道路桥梁设计中的优化运用

BIM技术在道路桥梁设计中的优化运用

邹颖

深圳市市政设计研究院有限公司       广东.深圳518000

   摘 要：BIM技术具有可视性、协调性等特征，当前被各个领域不断运用。通过此种技术，可协调多个部门或设计单位进行协同设计，方便后期的施工、管理沟通等，提升整体项目效率与质量。本文深入分析论述了BIM技术在道路桥梁设计中的优化运用，以期提升整体项目设计质量。

关键词：道路桥梁；工程设计；BIM技术

   前言

随着我国城市化进程的加快，公路桥梁建设的数量越来越多，对公路桥梁的设计和设计标准也越来越严格。单纯依赖CAD的桥梁设计方式，很难适应新时期人们对不同类型的设计视觉呈现的需要。BIM技术在这一大背景下的迅速发展，推动着桥梁从平面到三维的研究。尤其是政府相关部门的大力支持，使这项技术已经从建筑行业应用扩展到公路、水电、铁路等各个行业。BIM技术在桥梁的设计、施工和运营等阶段均提供了良好的技术支持。

    一、BIM技术概述

BIM技术是一种多维模型信息集成技术，该技术能够将道路、桥梁等具体的工程数据信息进行数字化建模，从而在设计、施工、运营等各个环节进行可视化的表达和有效的管理。例如，桥梁上部结构箱梁的构造非常复杂，且箱梁的设计质量对桥梁的整体质量非常重要。在桥梁结构设计过程中，桥梁各部位的关系可以通过BIM模型以三维的形式呈现，以促进本专业各构件之间及相关专业之间进行协同设计，模型可详细检查设计细节，避免设计错误，提高设计质量和效率。也就是说，BIM技术在路桥设计中的运用，不仅是一个简单的模型通过特殊的手段综合各种数据，而且是通过数字渠道将这些工程数据的合理运用与项目的设计、管理和施工相结合，直观地展示项目各构件的布置信息，有效推动项目进度，降低项目风险。

    二、BIM 技术运用于道路桥梁设计的主要特点

    （一）设计人员快速获取更精准的数据

BIM技术可便于信息共享。这是一个能够为桥梁设计过程中各类决策提供重要参考信息的数据库。通过使用BIM技术，可以准确获取项目建设地初始地形，可以更准确地对特定桥梁的结构进行设计计算。同时，可以通过相关BIM软件将平面设计转化为三维设计，并将各个组件仿真连接在一起，从而实现整个项目的数字化虚拟展示，在桥梁工程设计过程中，对投资结构和施工组织的优化起着重要作用。同时，通过BIM技术的应用可以获得更准确的数据支持，确保项目进度，有效减少环境污染。

（二）设计工作实现集约化管理

BIM技术是一种具有强大虚拟分析功能的技术，它可以将设计思想以直观的方式表现出来，并对设计中潜在的问题进行直观的展示，从而使设计者能够及时地获得反馈并进行纠正。同时，通过BIM技术，可以更好地了解桥梁结构各构件的特点，为解决复杂桥梁问题提供有价值的参考信息。

   （三）实现多部门协同设计

在市政道路、桥梁等方面，利用BIM技术，可以将各个专业的设计者交流机制有效地结合起来，使设计人员能够更好地进行同步设计，并能有效地避免各专业在设计过程中的冲突和摩擦，确保设计质量。同时，BIM技术可以搭建一个信息共享平台，通过该平台可以实现集中讨论和协同设计。通过BIM技术模式，可以有效避免重复建模过程，有效提高设计效率，使所有设计工作更加规范合理。

   三、BIM 技术运用于道路桥梁设计优化的具体策略

目前，BIM技术已广泛运用于道路和桥梁的设计中。从许多实际工程案例的分析可以看出，由于桥梁结构复杂多变，施工环节较多，施工工艺复杂，人员、材料、设备配置复杂，对工程质量提出了更高的要求。BIM技术的应用将会更加严峻，对BIM技术的应用提出更高的要求，从而使其朝着“创新化”、“协同化”方向发展。

  （一）进一步优化道路桥梁施工模拟，快速完成数据统计

道路桥梁施工过程中，有些会伴随着管线敷设、隧道开挖或周边地块的施工。要使道路桥梁工程的施工进度与质量得到有效保障，就必须在设计阶段对施工技术方案尤其是项目交叉部分的施工方案进行模拟，根据分析不同施工方案之间的优缺点及可实施性，获得最优设计。BIM技术可以有效改进和创新设计思路，优化设计细节，使得设计文件更加科学、合理，提高设计成果的可实施性。

    （二）依托共享设计平台，对设计方案进行优化

BIM技术在桥梁工程设计中的作用主要体现在设计队伍的协同工作上。道路桥梁的设计工作较为复杂，涉及相关专业较多，且构件具有特殊性，通过BIM技术将各个专业的设计内容及信息直白清晰地表现在模型中，更易发现设计错误与缺陷，方便对设计文件进行修改优化。首先，它将会使桥梁设计的重心发生变化，由传统的平面图向三维BIM的模型过渡。在项目正式启动之前，要组织各方专家对设计进行评价，从而优化设计减少投资，并能有效地控制施工中的风险。其次，在工程开始设计前，团队应该先搭建一个BIM平台，并对其进行改进，以保证各专业间顺畅的交流。再次，利用相关BIM技术软件，发挥其结构应力、工程统计、碰撞探测等特殊功能，对项目的整体设计及设计细节进行优化。在设计后期，应从平面、立面、剖面等多个角度绘制图纸，根据图纸可以在较短的时间内制作出较详尽的三维立体图，以便在模型和图纸上进行相应的展示。

（三）规范技术标准，统一输出形式

BIM技术在道路桥梁行业发展过程中已得到广泛运用，研究人员还将根据实际需要开发更多匹配的插件或接口。这会在一定程度上增加不同设计师之间沟通的难度。为有效地提升 BIM技术在设计阶段的通讯效能，设计者必须从众多BIM软件中挑选出符合技术规范并满足设计需求的软件，并将相应的插件与接口的具体输出方式进行有效地整合，以增强不同的软件间的兼容程度。由于工程的复杂性越来越高，对施工水平的要求也将提高。在实际设计过程中，BIM技术将会应用于更加复杂的工程项目中，因此，更有必要采用规范化的BIM软件及技术模型。

   四、工程案例分析

  （一）工程概况

以某桥梁为例，桥梁为横跨高速公路的预应力连续梁桥，总长度为420米，其结构形式复杂。传统的二维图纸无法直观检查桥梁是否存在构件间的冲突。为提高桥梁结构的设计合理性，防止各专业各构件间发生冲突，应用BIM技术，结合桥梁上下部结构标高、尺寸、道路平面及纵断、管线布置等相关信息建立三维模型，模拟建设场地的原始状态及施工后场地的整体情况，确定不同构件是否存在冲突现象，并优化和调整方案。

（二）BIM 技术的具体运用

首先，从整体上确保了设计的科学性与合理性。在工程设计中，要充分考虑项目的整体条件，根据场地地形条件及设计目标，不断优化设计，保证设计方案的科学性。

其次，从数据支撑的角度来看，BIM技术能够从数据和技术上使路桥的设计更加合理，更加贴近工程建设的实际情况。BIM技术可以通过对设计成果数据分析建立三维模型，利用可视化三维结构模型模拟项目，使项目管理者及设计人员直观看到设计中存在的缺陷及不足，不断完善设计，直到达到最好的效果。

另外，在进行设计时，应充分考虑地质条件、地理环境等方面的影响，设计出更具可行性的方案。对于设计人员来说，在设计之前必须充分了解拟建场地的实际情况，而BIM技术可以深入分析和挖掘勘测人员收集的工程现场数据和信息，也可以与GIS、GPS等技术结合，对场地勘测数据分析建立拟建场地三维模型，帮助设计人员更好地了解方案中的问题，并通过可视化技术灵活地更改设计方案，这将有助于道路桥梁建设的进一步发展。在工程的施工组织方面，设计师也可以利用BIM技术对整个工程的总体状况有一个全面的认识，尽量减少工程建设中的潜在危险，同时也可以提升整个工程的设计水平。

最后，在路桥设计和科研方面，BIM技术也具有较高的运用价值，可以保证研发的顺利开展。BIM技术通常运用在道路的路线设计、桥梁的结构设计上。BIM技术的运用与设计者的关系十分密切。因此，作为一名设计师，必须不断地学习、提高BIM技术运用能力；加强自身的专业技能与设计水平，从而不断提高设计质量。

   五、结语

综上所述，BIM技术在路桥设计中的优化运用可以进一步改进路桥设计方案的模拟，加快有关工程资料的统计与计算，强化工地现场技术指导。在新形势下，将构建创新的协同工作模式，提高BIM技术在路桥设计中的运用效率，确保整体项目质量，促进路桥行业的稳定发展。

参考文献:

[1]李渊,杨赛君.道路桥梁施工中交叉工程的施工设计研究[J].江西建材,2021(04):138,140.

[2]林国涛,孙增奎,肖斌,张越峰.综合无人机、GIS、BIM 技术的道路设计研究[J].公路,2021,66(03):23-26.

[3]郑大,严明.BIM 技术条件下的市政道路桥梁设计研究[J].四川水泥,2021(03):257-258.