BIM技术在桥梁工程设计阶段的运用

摘要:BIM技术应用在桥梁工程的设计中，是桥梁工程的一个趋势，本文首先对BIM技术的优势和必要性进行分析，然后根据实际的工作经验，总结BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用方法。

关键词:桥梁工程设计;BIM技术;应用研究

BIM技术在建筑工程领域当中有着十分广泛的应用。［1］比起传统的CAD制图，使用BIM技术进行桥梁工程的设计有很多方面的优势，同时BIM技术也在这两年逐渐受到了桥梁设计的重视。

1BIM技术在桥梁工程设计中的必要性和优势

1．1使用BIM技术的必要性

桥梁的建设十分复杂，由于桥梁本身的机构通常十分复杂，会使用到大量的特异性构件，并且需要进行复杂的受力分析，使得在设计过程中需要进行很多计算，分析不同情况下桥梁会产生的问题。其次，桥梁的建造通常都是在一些环境复杂的位置进行，建造过程中会使用到许多特殊工艺和机械设备。传统的桥梁设计中，通常会使用CAD进行设计，CAD生成的二维图纸并不能在当前很难将桥梁设计者的意图表达出来，为桥梁的施工增加了困难。BIM技术的优势在于，能够生成三维图像，可以将各种不同构建的空间位置表达得更加准确，方便业主、施工方理解设计人员的意图，加快设计合理性和效率，并且提高了施工的效率。［2］因此，将BIM技术应用在桥梁的设计当中十分必要，也是当前桥梁设计的一个趋势。

1．2BIM技术的优势

(1)可视化交流，模拟施工。BIM技术能够将施工方案以三维模型的形式从呈现，使得设计人员和业主在可视化的环境中交流。并且，BIM的设计方案也是一个意见交流的平台，桥梁工程的单位都可以通过这个平台表达自己的想法，帮助设计进行改良。［3］其次BIM模型还能够对桥梁的施工进行模拟，展示施工当中的难点和重点，在设计方案中还可以加入这些重点难点的处理办法，帮助施工方更好地解决施工问题。(2)提升设计质量、实现成本控制。可以对建模细度进行设定，然后生成施工图纸，施工出图十分高效。另一方面，BIM系统还能够统计工程所需要的各种材料，并将工程的造价即时计算出来，省去了过去需要再进行一步统计的麻烦，方便业主进行成本控制。(3)对项目进行全生命周期的管理。使用BIM技术能够对工程的整个生命周期都进行支持，比如可以在现场提前预制所需要的构件等，从而提高工程的施工效率，并且方便设计方掌握工程的核心技术和资源，为业主带来更好的服务。另外，BIM技术带来的交流平台，也能让工程的各种参与方都能够享受到高附加值的咨询。

2BIM技术在桥梁设计当中应用

2．1BIM技术在桥梁前期设计中的应用

桥梁工程的设计需要有业主、施工方、设计方的多方参与，在桥梁的前期设计当中，为了有效对项目进行立项、对方案的可行性进行研究、选择出合理的方案、需要各方了解彼此的需求。由于桥梁设计比较复杂，所以用图纸很难了解彼此的意图，设计单位和业主之间很难透彻的交流想法，使得双方很难达成共识。使用BIM技术的最大优势在于，能够方便各方在前期进行交流，表达自己的意图。当前通常会选择Revit等工具，根据桥梁的参数进行建模，模型的优势在于可以通过实际需求对于尺寸进行调整，具有很强的可操作性。［4］另一方面，BIM技术还能够对桥梁的建设过程进行动态模拟，保证了对设计理念的直观表达，把桥梁的最终设计效果，以三维模型的形式交给桥梁工程的决策者。当方案需要进行调整时，依靠BIM技术也能够迅速调整方案，并且还能够对其他参数进行模拟，在对一处进行改动之后，也能够通过计算来保证方案的合理性。除了方案本身，BIM技术还能够对桥梁的用料、建造价格进行模拟，帮助桥梁的成本控制。在使用Revit进行桥梁的建模时，需要根据桥梁的特点建立专门的族库。桥梁的结构一般都比较复杂，能够生成3D模型的BIM系统，要比2D图纸对桥梁的表达更清楚。通过生成3D动画，也能够让业主深入的了解设计意图，并且全面反应能够桥梁和周围环境的关系，动画相比于传统的3为模型，在汇报方案时更加生动和直观，而且操作简单，普通的设计人员就能够完成。

2．2BIM技术在桥梁后期设计中的应用

桥梁工程的后期设计阶段，需要对前期的BIM模型进行设计审核和碰撞检查。桥梁建设对各种不同指数的要求是很高的，BIM测试正好能够让设计人员对结果进行测试，提高了测试的效率，并且能够在发生了问题时及时修改设计方案。同时，这种方式还能够为后期的施工提供基础，减少后期施工中可能出现的问题，还能将BIM建模进行深化，在对BIM设计模型进行监察室，还能够生成分析报告。由于桥梁结构内部有复杂的三项应力管道和斜拉锁，使得桥梁的内部结构空间十分复杂。传统的二维CAD图纸很难表达不同构件的位置，如果不同项目的人员没有进行有效的沟通，就会造成建设的困难，无法保证桥梁的建设质量，从而造成不必要的损失。同时，图纸的表达还会丢失很多信息，造成设计人员并不能将自己的想法全面地详设计单位表达出来，使得工程中一些构件的位置出现冲突。在设计极短使用BIM技术，能够对桥梁部件的情况进行三维的表达，通过BIM软件，就能够进行碰撞检查并进行三维可视化技术交底。设计信息的保存也十分方便，可以在设计中加入一些维修信息，帮助桥梁的建造，提高了信息的完整性。当施工中发现问题时，也能够迅速查明问题的原因，对施工进行改良。

3结语

BIM技术的使用能够推动桥梁工程设计的发展，提高设计过程中的效率。工程的设计方、施工方、业主都能够通过BIM系统进行交流，促进了各方意图的表达，减少了设计当中存在的问题，保证了桥梁工程的设计质量。

参考文献:

［1］钱枫．桥梁工程BIM技术应用研究［J］．铁道标准设计，2015，59(12):50-52．

［2］刘智敏，王英，孙静，贾英杰，高日．BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究［J］．北京交通大学学报，2015，39(06):80-84．

［3］曹旭光，杨伟名．BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究［J］．四川水泥，2016(04):85．

［4］程海根，沈长江．BIM技术在桥梁工程中的应用研究综述［J］．土木建筑工程信息技术，2017，9(05):103-109．211工程技术科技风2018年11月

作者：郭小土 单位：中设设计集团股份有限公司