BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用研究

郭小土

摘 要：BIM技術(shù)應(yīng)用在橋梁工程的設(shè)計(jì)中，是橋梁工程的一個(gè)趨勢(shì)，本文首先對(duì)BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和必要性進(jìn)行分析，然后根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：橋梁工程設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)；應(yīng)用研究

BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域當(dāng)中有著十分廣泛的應(yīng)用。[1]比起傳統(tǒng)的CAD制圖，使用BIM技術(shù)進(jìn)行橋梁工程的設(shè)計(jì)有很多方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)BIM技術(shù)也在這兩年逐漸受到了橋梁設(shè)計(jì)的重視。

1 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的必要性和優(yōu)勢(shì)

1.1 使用BIM技術(shù)的必要性

橋梁的建設(shè)十分復(fù)雜，由于橋梁本身的機(jī)構(gòu)通常十分復(fù)雜，會(huì)使用到大量的特異性構(gòu)件，并且需要進(jìn)行復(fù)雜的受力分析，使得在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)行很多計(jì)算，分析不同情況下橋梁會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題。其次，橋梁的建造通常都是在一些環(huán)境復(fù)雜的位置進(jìn)行，建造過(guò)程中會(huì)使用到許多特殊工藝和機(jī)械設(shè)備。傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)中，通常會(huì)使用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)，CAD生成的二維圖紙并不能在當(dāng)前很難將橋梁設(shè)計(jì)者的意圖表達(dá)出來(lái)，為橋梁的施工增加了困難。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠生成三維圖像，可以將各種不同構(gòu)建的空間位置表達(dá)得更加準(zhǔn)確，方便業(yè)主、施工方理解設(shè)計(jì)人員的意圖，加快設(shè)計(jì)合理性和效率，并且提高了施工的效率。[2]因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用在橋梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中十分必要，也是當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。

1.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）可視化交流，模擬施工。BIM技術(shù)能夠?qū)⑹┕し桨敢匀S模型的形式從呈現(xiàn)，使得設(shè)計(jì)人員和業(yè)主在可視化的環(huán)境中交流。并且，BIM的設(shè)計(jì)方案也是一個(gè)意見(jiàn)交流的平臺(tái)，橋梁工程的單位都可以通過(guò)這個(gè)平臺(tái)表達(dá)自己的想法，幫助設(shè)計(jì)進(jìn)行改良。[3]其次BIM模型還能夠?qū)蛄旱氖┕みM(jìn)行模擬，展示施工當(dāng)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)方案中還可以加入這些重點(diǎn)難點(diǎn)的處理辦法，幫助施工方更好地解決施工問(wèn)題。

（2）提升設(shè)計(jì)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)成本控制。可以對(duì)建模細(xì)度進(jìn)行設(shè)定，然后生成施工圖紙，施工出圖十分高效。另一方面，BIM系統(tǒng)還能夠統(tǒng)計(jì)工程所需要的各種材料，并將工程的造價(jià)即時(shí)計(jì)算出來(lái)，省去了過(guò)去需要再進(jìn)行一步統(tǒng)計(jì)的麻煩，方便業(yè)主進(jìn)行成本控制。

（3）對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全生命周期的管理。使用BIM技術(shù)能夠?qū)こ痰恼麄€(gè)生命周期都進(jìn)行支持，比如可以在現(xiàn)場(chǎng)提前預(yù)制所需要的構(gòu)件等，從而提高工程的施工效率，并且方便設(shè)計(jì)方掌握工程的核心技術(shù)和資源，為業(yè)主帶來(lái)更好的服務(wù)。另外，BIM技術(shù)帶來(lái)的交流平臺(tái)，也能讓工程的各種參與方都能夠享受到高附加值的咨詢。

2 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在橋梁前期設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

橋梁工程的設(shè)計(jì)需要有業(yè)主、施工方、設(shè)計(jì)方的多方參與，在橋梁的前期設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了有效對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行立項(xiàng)、對(duì)方案的可行性進(jìn)行研究、選擇出合理的方案、需要各方了解彼此的需求。由于橋梁設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，所以用圖紙很難了解彼此的意圖，設(shè)計(jì)單位和業(yè)主之間很難透徹的交流想法，使得雙方很難達(dá)成共識(shí)。使用BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于，能夠方便各方在前期進(jìn)行交流，表達(dá)自己的意圖。當(dāng)前通常會(huì)選擇Revit等工具，根據(jù)橋梁的參數(shù)進(jìn)行建模，模型的優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)實(shí)際需求對(duì)于尺寸進(jìn)行調(diào)整，具有很強(qiáng)的可操作性。[4]另一方面，BIM技術(shù)還能夠?qū)蛄旱慕ㄔO(shè)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，保證了對(duì)設(shè)計(jì)理念的直觀表達(dá)，把橋梁的最終設(shè)計(jì)效果，以三維模型的形式交給橋梁工程的決策者。當(dāng)方案需要進(jìn)行調(diào)整時(shí)，依靠BIM技術(shù)也能夠迅速調(diào)整方案，并且還能夠?qū)ζ渌麉?shù)進(jìn)行模擬，在對(duì)一處進(jìn)行改動(dòng)之后，也能夠通過(guò)計(jì)算來(lái)保證方案的合理性。除了方案本身，BIM技術(shù)還能夠?qū)蛄旱挠昧?、建造價(jià)格進(jìn)行模擬，幫助橋梁的成本控制。在使用Revit進(jìn)行橋梁的建模時(shí)，需要根據(jù)橋梁的特點(diǎn)建立專門的族庫(kù)。橋梁的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，能夠生成3D模型的BIM系統(tǒng)，要比2D圖紙對(duì)橋梁的表達(dá)更清楚。通過(guò)生成3D動(dòng)畫，也能夠讓業(yè)主深入的了解設(shè)計(jì)意圖，并且全面反應(yīng)能夠橋梁和周圍環(huán)境的關(guān)系，動(dòng)畫相比于傳統(tǒng)的3為模型，在匯報(bào)方案時(shí)更加生動(dòng)和直觀，而且操作簡(jiǎn)單，普通的設(shè)計(jì)人員就能夠完成。

2.2 BIM技術(shù)在橋梁后期設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

橋梁工程的后期設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)前期的BIM模型進(jìn)行設(shè)計(jì)審核和碰撞檢查。橋梁建設(shè)對(duì)各種不同指數(shù)的要求是很高的，BIM測(cè)試正好能夠讓設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)果進(jìn)行測(cè)試，提高了測(cè)試的效率，并且能夠在發(fā)生了問(wèn)題時(shí)及時(shí)修改設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，這種方式還能夠?yàn)楹笃诘氖┕ぬ峁┗A(chǔ)，減少后期施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，還能將BIM建模進(jìn)行深化，在對(duì)BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行監(jiān)察室，還能夠生成分析報(bào)告。由于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部有復(fù)雜的三項(xiàng)應(yīng)力管道和斜拉鎖，使得橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的二維CAD圖紙很難表達(dá)不同構(gòu)件的位置，如果不同項(xiàng)目的人員沒(méi)有進(jìn)行有效的溝通，就會(huì)造成建設(shè)的困難，無(wú)法保證橋梁的建設(shè)質(zhì)量，從而造成不必要的損失。同時(shí)，圖紙的表達(dá)還會(huì)丟失很多信息，造成設(shè)計(jì)人員并不能將自己的想法全面地詳設(shè)計(jì)單位表達(dá)出來(lái)，使得工程中一些構(gòu)件的位置出現(xiàn)沖突。在設(shè)計(jì)極短使用BIM技術(shù)，能夠?qū)蛄翰考那闆r進(jìn)行三維的表達(dá)，通過(guò)BIM軟件，就能夠進(jìn)行碰撞檢查并進(jìn)行三維可視化技術(shù)交底。設(shè)計(jì)信息的保存也十分方便，可以在設(shè)計(jì)中加入一些維修信息，幫助橋梁的建造，提高了信息的完整性。當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也能夠迅速查明問(wèn)題的原因，對(duì)施工進(jìn)行改良。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)的使用能夠推動(dòng)橋梁工程設(shè)計(jì)的發(fā)展，提高設(shè)計(jì)過(guò)程中的效率。工程的設(shè)計(jì)方、施工方、業(yè)主都能夠通過(guò)BIM系統(tǒng)進(jìn)行交流，促進(jìn)了各方意圖的表達(dá)，減少了設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的問(wèn)題，保證了橋梁工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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