BIM技术在桥梁工程设计中的应用董锦博

BIM技术在桥梁工程设计中的应用董锦博

董锦博

陕西中宇交通建设有限公司710075

摘要：BIM（建筑信息模型）包含了建筑物生命周期信息和建筑设施的作用与物理特征。BIM是一种智能化的多维工作模式，BIM技术应用在桥梁设计工作中，其具备传统CAD技术所不具有的作用，可以直观、立体的呈现出设计方案，从而为桥梁的设计水平提高供应了关键的保障。因此，增强桥梁设计中BIM技术的运用具有特别关键的意义。本文据此分析了桥梁设计BIM软件平台的重要技术，并就这平台运用于桥梁设计的实践状况实施了介绍。结果表明，在桥梁设计中运用BIM，不但可以使设计效率与质量明显提高，更对优化与再造桥梁设计乃至全生命周期管理的程序有利于，能极大地提高桥梁项目的建设和管理水平。

关键词：BIM技术；桥梁工程；全寿命周期

引言

在实施桥梁项目建设时，全面运用BIM技术不但能够有效确保桥梁项目设计的科学性，同时还可以提高桥梁项目的施工质量，从而促进中国桥梁项目的稳定发展。本文针对BIM运用于桥梁项目设计过程的价值实施了深人分析，并介绍了桥梁设计台研发的重要技术与项目运用实践状况。

1、桥梁设计BIM软件平台的重要技术

鉴于BIM运用于桥梁设计潜在的极大价值，某单位始终致力于桥梁设计BIM技术与运用平台的研究，通过努力已成功研发了一套综合型智能化桥梁设计BIM软件平台——“方案设计师”，并已被我国各大中型公路交通设计院与市政设计院的桥梁设计工程师们普遍运用。“方案设计师”体系已完成了桥梁设计BIM的重要作用，它可以协助工程师高智能、高质量地迅速建设桥梁项目的设计方案，建设桥梁全关联的、数字化的建筑信息模型，并可以让桥梁方案图纸、施工图纸的绘制自动完成；系统可以自动建设有限元模型完成工程的常规计算、稳定计算和抗震验算等工作；设计团队中几个工作角色可以在这平台上高效地协同工作。这体系不但支持桥梁构造中大多数常规构件，还支持变高、异形等相对复杂桥型，把桥梁工程师从复杂的制图、计算工作中解放出来，既让设计效率提高了又保证了设计质量。这体系使用的BIM运用，它以数字化的桥梁项目信息模型为重点，由规范件平台、设计经验平台、设计技术平台、辅助图形编辑平台、制图平台、结构分析平台、统计查询平台、协同工作平台共8大重点平台组成了整个体系，如图1所示。

桥梁设计BIM平台系统的重点与基础是数字化的桥梁项目信息模型，全部运用都围绕这模型展开工作。

通过可视化的辅助图形编辑平台来实施桥梁的交互建模，针对繁杂构件的结构设计、骨架钢筋设计、预应力钢束设计都可以以尺寸驱动的图形方式来实施，让构件设计更智能、更方便快捷。

图1BIM软件平台关键技术

标准件平台关键完成各种标准化构件和规范化图纸的数字化管理，标准构件和规范图纸经过有条件地选用来使重复劳动减少。

设计方法平台关键是通过一连串设计程序、设计技术、设计规则的参数化与依照约定条件对标准构件的智能选用，完成了一个构件的信息模型中确定全部参数；它把一个构件的设计过程给固化在软件体系中，同时又通过开放参数使设计方案能够多样化而且能够不断优化。

设计经验平台建设了数字化的桥梁设计经验库，把各类项目详细环境参数和各类桥梁构造重要参数依照设计控制原则建设了索引取值关系，便于桥梁设计经验的积累与传承。

制图平台通过自定义绘图风格、图元绘制作用算法、自动调整图面优化算法、钢筋智能布置和自动绘制算法等强大的平台接口为各种图纸的绘制供应了强大的基础支撑。构造分析平台为桥梁构造的计算分析供应了算法引擎。

统计查询平台依据桥梁的信息模型实施几个维度的指标查询、统计分析与校核，有效地控制项目工程的经济性与安全性。

高效的协同工作平台为参加工作的每一个角色供应了单独的数据签入、签出等操作，使工程操作中的并行能力提高了，操作人员在权限区域内能随时建设与审查已经完成的结果，使工作效率大大的提高了。

2、基于BIM技术的桥梁工程设计的应用

2.1构建族库

在构建模型中首先需要知道什么是族，族所谓讲就是一块块建造房子应用的砖，不一样的形状的砖组合在一起就能够建造出构造不一样的房子。在构建模型中一样如此，各色各样的族组合在一起就可以构建出构造不一样的三维数据模型。在设计桥梁上，桥梁建设中所用到的钢铁箱、桥墩、桥台、绳索等都能够在BIM技术中以族的方式表示出来，之后通过一步步的组合就可以构建出不一样构造的桥梁。所以在应用BIM技术时，必须要关注构建族时的正确性，由于假如在族构建的时候发生错误，就会在三维模型构建时找不到需要应用的族，也就不可以正确的构建出设计桥梁时能够构建出来的三维模型。设计桥梁的研究与实践中，最基础的阶段是构建三维模型，桥梁建设的施工模拟与对施工过程中各类原因的分析都是基于这个三维模型实施模拟运行与预测的，因此构建的三维模型一旦发生问题，就不可以正确对桥梁建设的后期施工实施正确的模拟。在BIM技术中一旦存在的族完善起来，那么在之后的应用过程中也就不用再实施构建族，并且随着族在现实的运用中持续完善起来，在实施桥梁构造设计时，还也许会发生不一样的三维模型供应用者选择，这在一定程度上可以让桥梁的设计更加的全面化。

2.2全桥模型

在每一个族建设完成以后，在RevitStructure中以建设完的族库为基础，建设一个构造的工程文件，之后在构造工程文件中把族库载入到其中，对每一个构件的部位实施科学的调整，从而就能够产生整体桥梁的信息化模型。以现实的地形地质条件为关键的根据，把建设好的基础、地形合墩台梁体等每一个族库载入到工程文件中去，对每一个构件的部位实施科学的调整，从而建设产生模型。

2.3自动导出二维图纸

在桥梁设计项目工程中，应用BIM技术，能够应用AutodeskRevit系列软件，当建设完工程模型之后，能够依据项目建设的需要，自动生成立面、剖面、平面和细部构造图，而这种生成效果，刚好把BIM技术和陈旧CAD二维技术之间所表现出了的差异性反映出来，这也是BIM技术的优点。通过这些技术，所生成的三维模型，一方面能够和繁杂多变的空间要求相适应，另一方面还可以自动生成二维图纸，而且可以正确、仔细的把细部结构图自动生成出来，而且能够显示出其在整个图纸中的关键部位。

2.4自动统计工程量

基于BIM技术的桥梁项目的全部信息都能够保存在模型数据库中，这些数据能够直接被计算机读取，而且能够有效的对构件实施工程量分析，使由于重复人工操作带来的错误减少了，同时完成工程量随设计变更实时输出真实有效的工程量数据。运用关系数据库来创建三维数据模型的是Revit的BIM模型，Revit的数据信息模型是一个极大的数据集合，包括了不一样的构件图元，有模型图元，视图图元，注释符号图元，各类图元之间存在着互相关联关系，现在我们能够通过Revit供应的API访问Revit文件，也能够得到Revit的实体信息，Revit还供应了一种ODBC数据库接口，通过这个接口我们能够得到全部Revit的实体信息。

通过BIM得到工程量统计能够估算项目成本，从而实施方案比较、选择。同时这些工程量能够直接用于施工前的工程量预算与施工完成后的工程量结算。

2.5协同设计

协同设计可以使设计者之间的交流与协作有效的提高以防止设计冲突，“协同”是BIM技术的重要方法，是完成BIM技术提高项目工程全生命周期和各个阶段质量与效率的关键保证方法。使用Cloud—BIM协同设计平台，把项目中不同参与方集成到同一个平台之上，充分运用BIM信息化模型，防止多次反复建模，完成高效化设计。

3、BIM在设计阶段的价值体现

3.1可视化方案交流。设计阶段BIM的运用能够完成可视化方案设计，便于和业主实施设计方案的交流汇报工作。

3.2提高设计质量。依照一定建模细度需求建设的设计模型，能够直接生成施工图纸，统计各类材料表，使设计问题减少，让设计质量大幅度提高。

3.3可视化设计交底与施工模拟。基于工程的三维BIM模型，设计中的难点与重要点相对直观展示，便于施工模拟与施工交底。通过施工4D初步模拟，对设计方案在施工中也许会遇到的问题和施工方案的可行性与优化施工方案供应了可行方法，能使工程成本进一步降低，得到工程收益。桥梁还有一个难点就是有关新桥施工与旧桥互相协调的关系，所以施工模拟也是工程一个重要难题，通过比较分析与BIM模型的施工模拟分析很好处理了新旧桥的施工难点问题，为后续成功施工提供了保证。

3.4控制成本。基于BIM模型的工料计算对比基于2D图纸的预算更加正确，因为由计算机完成更多的工作，方便校核直接生成的工程成本，为业主控制成本提供了便捷。

3.5桥梁产业化发展。应用BIM技术，现场需要的构件能够在预制场批量生产，推动桥梁项目往产业化方面的发展。

4、结语

改革开放以来，随着中国国民经济的快速提高，中国对于国家建设的需求更加严格，桥梁建设工作的施工进度与质量问题已经愈来愈被人们所关注。在桥梁建设工作中对桥梁设计的研究与实践已经变成中国桥梁工作方面研究的关键课题。在事实桥梁项目的设计时，应用BIM技术，在极大程度上提高了工程的设计水平，使项目工程的建设进度加快了，为有关企业带来了经济效益。因此，在现实的工作中，要增强对这方面技术的研究，从而推动BIM技术的更好发展，为中国的新技术发展提供基础。

参考文献：

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