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

刘子萌

黑龙江省公路勘察设计院 身份证号码： 230103198808084***

摘要：桥梁工程建设城市现代化建设中占据重要地位，通过桥梁工程设计能够促进城市发展，缓解交通压力。在桥梁工程设计中应用BIM技术，既能够提升设计效率，还能够维护结构安全，降低施工安全风险与成本支出。由于我国BIM技术处于探索阶段，仍然存在较多问题，在实际应用中必须进行优化改善，全面发挥出BIM技术在桥梁工程设计中的作用。基于此，本文主要分析BIM应用于市政桥梁设计的研究和实践。

关键词：BIM 技术；市政桥梁；设计实践

引言

市政桥梁工程建设能够更好地缓解交通拥挤现象，促进城市交通的通畅，也可以更好地保障人们的出行安全。但是以往的市政桥梁建设过程中需要做好前期阶段的设计工作，也就是CAD 制图设计，然后依照CAD 制图工具来转换二维图纸，但是图纸的转换和制图容易出现问题。所以BIM技术在运用的时候需要合理地避开上述问题，目前我国BIM技术还没有得到普及，工作人员需要确保整个施工工作顺利开展的前提下尝试开展，这样可以推动BIM技术的有效推广。

1 BIM技术的概念

BIM 技术是一种比较特殊的工作方法，当今，我们国家智能化系统发展较快，出现了越来越多智能化系统与三维模型相结合的模式，业就出现了BIM这种智能的三维模型。市政桥梁在设计的过程中会根据三维模型与智能化的特点，方便桥梁构建的研究与设计。BIM 表示为建筑信息建模的管理，也就是把建设项目的物理属性展示出来，这种技术和传统的技术有着不一样的地方。目的是为了更好地建立项目的信息话模型，有利于后期项目的设计、建设和维护工作，直到项目的最后是拆解全面的周期性数据库。所以数据库的建设可以更好地帮助工作人员开展工作，并且为工作人员提供相关信息和数据，BIM 技术可以看作是CAD 的另一种技术。站在整个建筑行业的发展趋势来看，这样可以有效地推动建筑业的信息化发展，还可以更好地提升建筑工程的信息密集度。

BIM 技术最早应用于建筑工程行业，随着桥梁建设信息化、精细化的要求，BIM 技术也逐渐被应用于桥梁的设计与施工。其主要技术优势有：①可视化：BIM可以将桥梁的二维平面图纸转化为三维立体模型，使得项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的三维立体模型下进行。②协调性：BIM技术在桥梁设计、施工过程中可以协调设计单位与施工单位、桥梁施工过程中的各种关系。③模拟性：通过4D、5D 模拟，可以展现桥梁的实际施工过程、造价控制等，从而来制定合理的方案指导施工。④优化性：通过BIM 提供的桥梁结构间的几何信息、物理信息等对桥梁整体的施工方案及各个细节的施工流程进行改进和优化。⑤一体性：BIM 技术是一个包含桥梁所有参数信息的三维模型数据库，可以展现桥梁设计到建成使用的全过程信息^[1]。

2 市政桥梁设计现状

2.1 缺乏专业协调

由于桥梁工程的综合程度比较高，整个设计过程复杂。在设计过程中需要考虑到不同专业的设计合理性，确保各专业的协调。在市政桥梁设计中，设计图纸由不同专业负责绘制设计图纸，从而导致工程设计无法及时进行协调沟通，还会导致不同专业的设计图纸存在矛盾，增加后续桥梁施工难度。

2.2 缺乏安全性设计技术

桥梁工程设计期间，既要确保整体美观性，还应当考虑到桥梁的安全性。当前我国关于市政桥梁的安全性设计还比较低级，设计人员通过现有设计规范和工程案例，对桥梁结构进行经验设计。由于不同桥梁工程所处的环境不同，如果只是按照设计图纸与规范指标，没有考虑到实际因素，将会影响桥梁设计效果。

2.3设计图纸不准确

桥梁工程设计过程中对于台桥尺寸、高度，锚块位置及大小，桥台建设所需混凝土，都需要通过CAD图纸进行人工设计。桥梁工程的结构复杂，且不同型号包含多种构件，整个计算量比较大，还会消耗人力物力，极易出现差错。工程设计数据不准确，还会对工程结构性和安全性造成影响^[2]。

3 BIM 技术在市政桥梁设计中的应用

3.1组建桥梁工程模型

首先便需借助BIM技术来组建更为完善的模型。当前我国桥梁建设项目的施工量较大，且覆盖面较广，因此设计人员在实施桥梁设计时，需设计出精准度较高的局部与整体两组模型。值得注意的是，在设计局部模型时，设计人员应基于以往的建模成果来准确计算模型时间。而实施整体模型的设计时，设计人员应注意充分把握桥梁的信息，从而进一步丰富图形数据。此外，桥梁项目的计算工作独特性较高，因此设计人员在实施桥梁设计时，需尽量构建结构简单的桥梁，并处理好不同桥梁之间的内在联系。也可借助模型来对施工情况进行模拟，即使用上述的可视化技术来实施控制施工的进展情况，同时将具体的进度规划明确列出，尽量紧密连接计划与BIM模型，此后运用科学的方式将计划中的二维数据信息转变为三维的模型形式，这样便提升施工动态模型的感官效果，设计人员也能够以此准确掌握施工的进展情况。最后要科学处理BIM模型中产生的文件信息，并将其妥善保存至iPad。设计人员应与施工人员共同通过iPad 对施工项目进行远程监控，全面统筹协调资源，严格控制工程细节的实施，从而保证施工质量达到预设的设计要求。

3.2实现设计施工一体化

在传统设计中，所制定的桥梁工程设计方案的施工可行性比较低，通过设计方案无法预测工程建设可能出现的问题。在引入BIM 技术之后，可以通过3D数据模型模拟整个工程，通过技术所具备的模拟性和可视性特点，深入分析现场施工的可行性。在三维立体设计中，可以清晰观察到项目概况，明确工程施工思路。同时可按照现场条件对施工过程进行模拟，制定多种施工方案，确保整个工程的良好有序开展^[3]。

3.3设计合理性及冲突检查

BIM技术还能对图纸进行前期的校验与审核，从而进一步明确工程实施的重点，提升工程量统计的准确性。建立的立体模型能够直观展现出图纸中的问题和偏差，方便设计人员及时发现并进行改善，从而切实提升施工的质量和效果。此外该类技术还可在清单的设置与对比环节发挥作用，明确列明需采购的物品，同时还能够细致排查对于工程量的统计是否有偏差。突击检查也是该技术中较为基本的职能，该方面职能明显突破了传统的模式，优化了传统方式中存在的沟通不及时、整体协调性不佳等问题，进一步提高了设计环节的效率，同时降低资金成本。此外BIM技术还能对设计环节进行集合管理，对设计过程中产生的检测问题进行了改善，从而梳理了工程的实施流程，提升其秩序性。

3.4 借助云计算技术，提升设计精准度

在桥梁工程设计中，数据准确性属于重要指标，会对整个工程建设过程造成影响。通过BIM技术可以分析计算桥梁的各部件，以此获得构件的信息，以此控制工程成本。此外BIM软件可以将数据精确到小数点后4位，能够明显提升数据计算能力，构建准确性和设计效率。然而通过分析BIM 软件的应用现状可知，当前比较缺乏专业BIM 人才，并且对于软件的操作都不熟练，在桥梁工程设计中无法发挥出BIM 技术的优势。所以在未来发展中，应注重培养BIM人才，全面提升软件的有效利用率，进一步提升设计效率^[4]。

4 结束语

BIM 技术具有较大的优点，并且逐渐运用到建筑行业中，进一步推进建筑业的发展。可是BIM技术运用于市政桥梁设计中还比较浅显，难以实现理想化效果，为了更好地发挥BIM 技术的功能，建筑工程企业要进一步分析和思考BIM技术在市政桥梁设计中的运用，从而更好地发挥BIM技术的优点，提高市政桥梁的设计效果。

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）：78-80.

[2] 汪丽萍.BIM 技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].智能城市，2019（21）：39-40.

[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.

[4]潘永杰，赵欣欣，刘晓光，等.桥梁BIM 技术应用现状分析与思考[J].中国铁路，2017，（12）：72-77