BIM应用于市政桥梁设计的研究和实践

BIM应用于市政桥梁设计的研究和实践

叶楠

浙江双圆工程监理咨询有限公司浙江金华321000

摘要：随着经济的发展，道路桥梁施工工程也在逐渐增多，而传统桥梁建设是先通过CAD技术制作道路桥梁的施工二维图纸，再利用软件转换成为三维图纸，再提供与施工技术人员参考。其过程存在一定的复杂性，也存在着一定的弊端，如CAD技术人员若出现制图错误往往会使三维成图出现错误，而三维成图也存在不可逆性质，以上问题的所在往往使道路桥梁在设计建设中出现较多的问题。BIM技术可以在一定程度上改善当前道路桥梁设计中及实践中所产生的问题。

关键词：市政桥梁；BIM技术；研究实践

一、BIM基本概念及发展现状

1.BIM基本概念

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。BIM技术也被认为是继CAD技术的又一项革新技术。从建筑行业的总体发展观点来说，其不仅能够促进建筑行业向信息化潮流发展，也能够提高建筑工程的信息化密集程度。

2.BIM国内外发展现状

2.1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。

2.2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。

二、在桥梁设计中应用BIM技术可行性

在传统的桥梁的设计建设中，桥梁的设计与施工都人为按照施工及设计规范进行设计及施工的。通常桥梁的设计过程中会采用到先进的CAD制图技术，CAD制图后，仍需要将成品图进行三维的转换，虽然CAD制图及三维转换后也能达到设计桥梁的目的，但仍存在一定的繁琐过程，也在一定程度上阻碍了桥梁建设的效率。另外，在CAD图纸的转化三维图的过程中，仍存在出现差异的可能，而差异的成因也较为多样，如制图的失误、转换的出错都有可能阻碍转换的进行，所以说人为及结合CAD技术制图存在一定的弊端。此外，三维制图过程中往往会存在不可修改的弊端，所以构建的三维图形也只能用作参考，对实际建设并不能起到足够的引导作用，所以桥梁在建设中仍有存在出现建设错误的可能，及在桥梁施工过程中也会造成施工的难度并使施工停滞。同时桥梁的施工及设计是以地形为依托的，而人工CAD制图及转换三维图形时，地势的特点也存在一定缺失，也使桥梁的施工建设产生困难。

以上情况的出现及不能够有效的进行处理往往会耽误工程的建设，更有可能影响到桥梁建设的质量。如果将桥梁的施工建设中使用BIM技术可以较好的规避以上问题及不足，BIM技术中，会使三维图更为精准，包括桥梁建设的地理位置，地势情况都会精确的纳入绘图的考虑中，并对相关桥梁的受力及相关力学结构进行纳入三维制图的考虑中，BIM经过全面的整合考虑后会将三维模拟图制作出来，从而提供与施工建设人员进行桥梁工程的建设及对不足进行参考，可以较为有效的提高桥梁工程的建设效率。此外，其技术仍包含对工程建设中可能出现的不足及问题进行预测，从而为施工人员施工进行指导并使施工人员避免一些可能出现的问题。通过BIM技术的使用不仅可以提高桥梁建设的质量也能够促进桥梁建设提前完工。BIM技术的应用不仅表现在使桥梁设计进行合理设计、使施工更为规范快捷，也表现在BIM的操作性上。通常BIM技术并不需要非常专业的人员进行操作，只需要业内人员对相关数据进行精确核实并精确的输入到相关BIM软件中就可以，但数据的精确性一定要得到保障也使工程设计更为准确。

三、BIM技术在桥梁设计中的应用

1.前期设计

桥梁建设并不是独立建设工程，一般建设桥梁的工程队伍也相对较复杂，而要使BIM技术应用得到充分的发挥与每一个工程队伍形成相互合作关系是必要的，而最为重要的就是要对工程队伍的建设目的进行了解及对建设中需要的需求进行了解以使BIM技术参与到施工建设中。桥梁的前期设计也是BIM技术应用的最为重要的阶段，比如前期设计中需要多种的选择与对比，BIM技术可以提供较为合理的选择参考，以使设计满足桥梁建设的需要。基于BIM三维技术构架使桥梁在未建设之前形成桥梁的模拟三维立体图，不仅可以提供设计人员更为直观的桥梁预期建设，也能使相关管理人员对桥梁的设计进行提出建议及要求，从而使建设者及管理人员都能够对桥梁的设计满意。例如，某市迎宾大道改造工程采用了BIM技术参与到桥梁的改造建设中，并启用了BIM技术构架下的三维成型技术，通过三维模型的建立可以使相关改造工程人员对改造设计进行多方面了解，也能够根据施工需求对设计进行提出改善，从而使设计施工都能够符合实际。另外，三维模型设计图也可以提供与发起道路改造的人员并结合模型给予改造建议及要求。通过BIM技术的使用不仅能促进施工也能让相关人员都比较满意。

2.后期设计

在桥梁工程的后期设计阶段使用BIM技术，主要是为了对前期桥梁设计图纸进行校对，看其是否满足实际需求。这主要是因为桥梁的建设对于各项参数的要求较高，为了能够保障设计施工完成后桥梁的质量，应当利用BIM技术建立相应的桥梁模型，然后对该模型的设计结果进行测试，如果发现设计存在问题则需要对其进行及时调整。还以昆仑大道互通节点为例，以前期设计图纸为基础进行三维模型的建立，其在桥梁的各项参数上没有任何问题，但是经过模拟实际应用，发现该互通节点高架桥存在碰撞的风险，需要对相关参数进行修改。前期设计完成之后的BIM模型，先将车辆都集中在了中间一条马路上，当车流量增多，极容易使车辆发生碰撞，一旦发生车祸将会严重影响整条线路的交通，因此根据实际投入使用情况等因素修改设计方案，如此便能够解决车辆碰撞的问题及发生车祸等不良事件，也不会使整条马路出现严重拥堵的情况。

结束语

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

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[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