BIM技术在桥梁设计中的运用

BIM技术在桥梁设计中的运用

姚永俊

杭州市城建设计研究院有限公司

摘要：在科技迅猛发展的二十一世纪，信息技术被各个领域开发并利用。BIM作为先进的建筑信息技术，在桥梁工程中它占有非常重要的地位。而随着城市化发展进程的推进，桥梁建设规模的增加，BIM技术被实际的运用到桥梁建设中。通过BIM技术的有效运用，可以有效地避免桥梁建设的安全隐患并提高桥梁设计的效率。所以，桥梁设计人员应该充分了解BIM技术的特点、工作方式以及不足，在桥梁设计中充分的发挥BIM技术的作用。

关键词：BIM；桥梁设计

BIM技术很早就在发达国家得到应用，从事BIM技术的机构也比较多，这项技术很早就在日本广泛应用，我们国家在BIM技术应用上比较晚，通过近年来的不断努力改进和完善，也取得了一定的成绩，但是仍然没有在桥梁工程中广泛应用。相关调查统计发现，我国桥梁工程中BIM技术的应用处在初级阶段，并没有广泛的开展应用。另外从事这项技术的专业人士由于缺乏实际经验，使BIM技术在桥梁工程的发展中受了制约。BIM技术是未来桥梁工程的主要发展方向，它可以改变桥梁工程，这就要求我们的相关人员要不断的对BIM技术进行探索和研究，使其在桥梁工程中充分的发挥作用。

1BIM技术概述

BIM是BuildingInformationModeling的缩写，意为建筑信息模型。它是以三维模型作为基础部分，并根据各项建筑工程项目数据而建立的模型结构，通过一系列数字化的信息来进行仿真模拟建筑工程中的真实的信息数据。BIM技术是在工程设计管理中被应用的数据信息化工作，并通过相关的参数模型将建筑项目的数据和信息进行整合，以此来形成一套系统化、明确化的信息数据库，使相关技术人员可以以此为依据，来正确处理各项建筑信息，并为建设主体和项目的设计团队提供数据基础，来协同各方的工作，对节约项目成本、提高效益和缩短工期都起着至关重要的作用。

2BIM技术在市政路桥设计中的优势

2.1设计意图表达明确

在传统的二维设计中，通常会因为遗忘相关数据的标注，或者数据前后不一致等人为因素造成，使设计结果无法达到理想化状态。BIM技术是一种三维化信息模型，工程完成后就可以真实的反映出设计意图。BIM技术的自定义组件的特性，可以将复杂的问题清晰明了的进行描述。

2.2模拟和分析能力

BIM技术的一项强大的优势是分析和模拟能力，通过相关技术的运用，可以在设计阶段就能看到工程完工后的真实样貌，并对所展现出来的内容进行分析，将不足的地方进行改正和进一步完善。设计人员通过BIM技术的有效应用，可以及时的发现工程中存在的问题，防止问题被逐渐扩大，同时可以保证快速的完成整个设计周期。BIM技术其设计成果具有较高的自动性，它所呈现出来的是三维模型。在BIM技术中有丰富的信息内容，通过有效的分析模拟数据，能够得出更加精确的结论。

2.3协同能力的提高

市政建设路桥工程随着建设规划的加大，对设计的要求也有了更高的追求，设计内容逐渐呈现复杂化的状态，不会再有单纯依靠两三个人来完成项目的情况，现在需要专业技术人员间的紧密配合和协作，设计工具也应具有协同性，由此产生了BIM技术。而对于传统的二维模式，设计人员间的协同配合需要在不同的图层下来完成复制与粘贴工作，这种二维模式只针对低层的协同问题进行解决，精细的协同处理在操作上显得力不从心。BIM技术的出现，正好解决了这方面的问题，BIM技术可实现单位间的协同和社会不同部门间的协同，使其达到最高的社会效益。

3桥梁设计中BIM技术应用

3.1模型的计算方式及快速建模

针对桥梁的整体结构形式，来研发桥梁工程中所涉及的结构部位的构件形象而建立的桥梁工程BIM模型系统。在桥梁设计行业中出现的桥梁通和桥梁设计师等软件，都存在软件间互通性能差，只可以实现软件自身的输出的缺点，在复杂的桥梁结构设计中没有过多用处。各个结构件之间有各自的数据模型，需要对构件本身进行参数化建模，BIM技术可以实现在桥梁工程中的快速建模。桥梁工程计算的两大主要内容是局部模型计算和整体模型计算。在对局部模型进行计算时，通过充分合理运用前期的建模成果，可以有效的减少模型计算的时间。整体模型计算通过在桥梁信息中提取图形数据，但是由于桥梁计算存在特殊性，所以在对其计算时应建立在计算机的理论基础上，简化桥梁结构，做好桥梁间互联性，来提高模型间的信息传递，从而节省计算时间，提高工作效率。

3.2合理优化桥梁设计方案

在对桥梁的施工图纸进行设计和优化中，一方面需要详细的绘制承载的界面构造，同时还需要明确附属结构和局部构造情况，只有这样绘制才能保证结构件完成放样操作。桥梁结构设计中不光涉及车行系统，还有管道之间如何布置，所以需要准确的桥梁和管道的空间位置，通过结构件的重叠，来降低施工的整体难度。而BIM技术的检索功能可以检查设计工作中的错误，并参照相关的行业标准进行审核，保证其连续性，使构件的位置符合标准，避免出现较大的冲突问题。

3.3设计校核和碰撞检查

BIM模型的后期设计阶段对前期的设计校对审核和碰撞性的检查工作有着无可替代的作用。在当今社会人们对于桥梁设计有很高的质量要求，所以对于桥梁设计方案的指标也有着严格的要求。设计方案在出现难调节的碰撞问题时，可以通过BIM技术的可协调性，使BIM技术模型生成合理的协调性强的数据，有效的处理并解决在设计中由于考虑不全而出现的问题，例如管道发生碰撞和管部件出现冲突的问题的出现。通过运用BIM技术来进行设计的校对审核和碰撞性的检查工作，并生成总结分析报告，一旦发现问题，就要对二维图纸进行修改、再次建模、再次检测，直到设计问题不再出现。

3.4设计图纸的输出

从目前的情况来看，国内建筑设计行业的最终目标是把二维图纸交予施工企业单位和业主，这也是建筑工程的工作流程。由此看来，二维图纸的输出工作是整个工程在管理与组织上的最核心任务，正是由于该任务直接影响了国内桥梁工程中BIM技术的广泛运用。桥梁工程最基本的要求是保证通行，但是也不能忽略掉整体的美观度。二维图纸的设计要求已经无法达到多层次桥梁的效果。BIM技术的有效应用犹如给桥梁工程的设计注入了新鲜血液。此项技术可以更加精准的把桥梁的几何特征展示出来，在设计中没有任何的表达障碍，即使是再复杂的桥梁构造也可以精准的进行表达。

3.54D技术的施工过程模拟

在对桥梁进行设计的阶段，可以通过BIM的4D技术模拟整个桥梁的施工过程。4D技术可以模拟工程中各专业的工程施工进度，设计人员可以根据模拟为基础，以此来分析工程施工的合理性和协调性，通过调整及完善整体工程的设计方案，从而使施工的设计方案达到科学化、合理化。

结束语

在桥梁设计工作中，通过采用科技前沿的技术，可以有效的提高桥梁设计的质量和整体效率，同时提高设计的可靠性。BIM技术作为桥梁设计的辅助工具，可以在对桥梁工程的设计中发挥其特有优势。随着BIM技术在应用中的发展和进步，其价值作用也日渐明显，从事桥梁工程设计的人员需要充分学习BIM技术，掌握先进的理论知识，积极的在桥梁设计中推广BIM技术，使该项技术的作用发挥到最大。

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