BIM应用于市政桥梁设计的研究和实践刘鹏格

BIM应用于市政桥梁设计的研究和实践刘鹏格

刘鹏格

石家庄财经职业学院河北石家庄050000

摘要:随着经济和信息技术的快速发展，BIM是国外较先进的建筑技术其不仅能够提高建设工程的建设效率也能对相关工程在设计之前进行提供帮助。而我国的建筑工程设计中往往存在设计时间长，三维成图慢等现象，这些现象也阻碍了市政桥梁的设计及发展，并为施工人员的施工造成一定滞后性。本文对BIM技术的发展现状进行阐述，包括国外的BIM技术发展现状与国内的BIM使用现状进行说明，并对BIM技术应用于市场桥梁设计的研究进行分析，以促进国内市政桥梁设计的进步。

关键词:市政桥梁；BIM技术；研究实践

引言

BIM技术的使用，能够在很大程度上提高桥梁的建设效率，减少桥梁设计漏洞，提高施工质量，全过程控制施工安全与进度，降低工程成本，还可以实时建设全过程的监测，从各个方面把控桥梁的建设。本文将从设计阶段的快速建模、模型计算、图纸输出、工程量统计以及施工阶段的数字信息化施工、施工模拟、安全数据信息管理几个方面展开重点的研究。

1BIM基本概念及发展现状

1.1BIM基本概念

BIM从本质上讲是一种特殊的工作方式，在智能化系统逐渐被开发的今天，将智能化系统和三维模型进行一定的结合，就形成了BIM这种三维模型智能化的工作方式。在桥梁设计的研究和实践中，BIM由于其能将三维模型和智能相结合的特点，使人们在研究和设计桥梁的结构上更加的方便快捷，得心应手。建筑信息建模管理是BIM的主要含义，即使建设项目的物理功能即特殊性以数字形式描述出来，这是一种有别于传统技术的新型技术。其目标是使项目在成立之初便开始数据的建立，再到项目的设计、施工、维护等，一直到项目结束及最终拆除的一个全面的周期性质的数据库建设。数据库的形成也可以提供与相关人员进行参考。

1.2BIM国内外发展现状

1.21国外的BIM现状

BIM是美国最先应用的技术，现在其在美国北部的应用已趋于过半。同时根据核实相关资料得知当前美国北部地区使用BIM技术比前些年大概增加了百分之七十五左右。另外，根据核查资料BIM技术也应发明于美国，在2003年时美国相关部门就提出了国家3D-4D-BIM计划；在2006年时美国联邦陆军工程兵团推出了一份15年的BIM路线规划图。此外，当前美国的相关学术机构也在致力于BIM的发展研究中，通过以上信息充分表明BIM技术在美国被重视的程度。还有，BIM技术当前也被欧洲等国家所重视，也的到相关国家的技术人员的认可并应用；在亚洲日本等发达国家也对BIM技术十分感兴趣，并也应用到实践中。

1.22国内的BIM现状

根据相关BIM技术的应用调研数据可以总结如下：首先，国内的BIM技术传入较晚，目前并为得到普及的阶段而是刚好处于BIM资料及信息的普及过程中。其次，在调研过程中了解到，相关业界人士对BIM技术还是知道的但并不详细，也为进行过实际应用。最后，根据现实存在的现状可以总结，在我国建筑行业中，BIM技术的应用仍处于初级阶段，并没有相关完善的BIM系统及技术进行可供参考。此外，相关业内人士对BIM都存一定了解中，但仍处于观望过程，对于BIM技术的应用并不能给予详细的展望。而我国的BIM技术应用也存在一定的不足，如系统技术的不完善，法律法规的完善等，都会造成BIM技术引进及使用的困难。

2BIM的桥梁工程设计中的应用

2.1快速建模

在桥梁的设计阶段，如果可以根据桥梁的特有结构形式，开发出面向对象桥梁工程的BIM建模系统，在该系统中的面向对象，就是在桥梁中常见的结构部位，由此，可以形成构件固定的对象。这个过程在Revit软件中，就是族的概念。在此基础上，可以开展参数化的桥梁设计。Revit软件主要针对的是建筑行业，所以，软件内置族基本大多是与建筑结构有关的。然而，族是可以自己制作的，并且在很多的国际工程中，一些设计师会将族进行免费共享。在桥梁结构中，不同的构件信息会有其独自的数据信息模型。

2.2模型计算

在桥梁模型的计算中，主要包含整体模型的计算与局部模型的计算两大部分。由于在设计阶段建立了桥梁信息的数据模型，所以，在进行整体计算的时候，可以从数据模型中提取出相关的数据信息，但是，由于桥梁工程的整体计算具有一定的特殊性，所以在整体计算的时候要注意对桥梁结构进行简化，简化过程要建立在计算理论及计算机能力之上，如果桥梁构件的关联性足够好，那么在模型中的数据信息传递的成功率就会越高，大大提高了建模效率。

2.3图纸输出

目前，桥梁工程设计的最终任务是将2D图纸交付于业主单位，这也符合目前的工程流程。所以，在整个桥梁工程的建设中，生产过程与管理过程都是围绕着2D图纸进行的。从目前的技术角度来说，这种方式阻碍了BIM技术在我国的进一步发展。桥梁工程的发展经历了很长的时间，但是到如今，除了要求其具有最基本的跨越通行功能，对其美观性也有了更高的要求。现代的桥梁设计工程师，期望可以驾驭更加富有美感的桥梁结构形式及几何曲面。显然，2D设计技术无法满足对桥梁三维立体几何形态的效果表达。在这种背景下，3D设计的出现为桥梁工程设计的变革带去了新的动力。

3BIM在桥梁施工阶段的应用研究

3.1数字信息化施工

在BIM技术的应用中，将该技术与数字化系统进行融合，实现施工过程中施工工序、施工流程、技术的选择等的信息化。在桥梁工程的施工中，部分构件需要在场外加工，特别是一些钢结构的构件，在工厂加工完成之后运输至施工现场，然后在通过吊装施工进行现场的安装工作，比如预制混凝土构件、钢结构构件等等。利用数字信息化的施工，能够完成桥梁构件的自动预制，采用工厂化的技术手段，可以克服施工现场的环境、技术等外在因素引起的质量缺陷，大大提高构件的生产质量，提高构件的稳定性，同时，还可以为施工现场节约一部分的施工工期，对于整个施工工期的掌控具有积极意义。

3.2施工模拟

桥梁工程的施工是一个动态化的过程，随着施工进度的推进，工程的整体规模就越来越大，施工操作也越来越困难，因而管理难度也越来越高。目前，在施工管理中一般会用甘特图来编制施工进度计划，但是这种方法对专业性具有很高的要求，并且不能达到可视化的施工管理，因而，无法精确的对施工进度进行表达，不能准确的弄清楚各个专业之间的关系，因而，想要实现施工现场的动态化管理具有很大的难度。在施工进度管理中引入BIM技术，则可以建立一个基于一个时间信息与空间信息的4D模型，将整个施工现场精确、直观的反映出来。

结语

综上所述，市政桥梁建设是为了使城市交通更为通畅，也是为人们的出行方便做保障。但在传统的市政桥梁建设中往往要进行先前的设计，即CAD制图设计，并根据CAD二维图纸转换三维图纸，而转换效率与制图效率往往得不到保障，一但某个环节出现问题便会影响工程的建设。BIM技术的引用可以较为有效的避免以上问题，但我国BIM技术仍未普及，所以相关工程在保障施工的前提下可以进行稍作尝试并根据使用情况进行推广，以促进BIM技术广泛服务于建筑行业。

参考文献

[1]王吉文,夏枫.BIM技术在桥梁设计中的应用研究[J].城市道桥与防洪,2017(10).

[2]孔纯杰.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].城市建设理论研究(电子版),2016(36):101-102.

[3]邱蒙,孙旭,贾莉浩.BIM在市政道路设计中的应用探索[J].城市道桥与防洪,2017(4):230-232.