基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究

李洪偉

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

目前我國科學技術(shù)發(fā)展速度快，一些先進的技術(shù)被吸取并利用于建筑中。 BIM技術(shù)在建筑領域備受技術(shù)人員的重視,經(jīng)過大量實踐之后，得到了較好的反響。橋梁建設是我國道路交通建設的重要組成部分，其解決了跨水或越谷的交通難題，為運輸和人行提供了很大的便利。設計者在進行橋梁設計時要保障橋梁符合標準，還要最大程度上保障橋梁建設的質(zhì)量。應用BIM技術(shù)可以更好地達到上述目的。在進行橋梁建設時，第一步實際工作是橋梁設計，第二步是橋梁施工，過程中，要注重橋梁工程設計與施工的優(yōu)化問題。本文主要是在BIM技術(shù)應用于橋梁工程的設計與施工的基礎上進行相關研究，目標是更好地促進中國橋梁建筑領域的發(fā)展，推動我國現(xiàn)代化建設。

1 BIM技術(shù)基本概述

BIM技術(shù)又稱為建筑信息模型技術(shù),是一種應用于工程設計建造管理的數(shù)據(jù)化工具。通過參數(shù)模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行以及管理方面為建設單位在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

BIM技術(shù)最早從歐美國家傳到中國，是一種共享的知識資源，在我國不同領域有著特定的發(fā)展空間，在橋梁工程中的應用更是前景廣闊。該項技術(shù)能夠在橋梁工程所有的步驟中進行，有效地推動工程信息的使用和數(shù)據(jù)共享，同時還能夠達到信息同步。其可視性特點以及模型信息的完備性應用于橋梁設計中，對推動我國橋梁工程設計及優(yōu)化施工有著重要的意義。

2 橋梁工程特點

目前，橋梁工程在我國施工步驟十分繁瑣，應用的技術(shù)種類也較多，這也是橋梁工程的一大特點。

2.1 結(jié)構(gòu)復雜

橋梁工程在實際運用各項技術(shù)時需要借助力學結(jié)構(gòu)。多數(shù)技術(shù)人員設計的力學結(jié)構(gòu)比較復雜，一般情況下設計師在進行力學設計時，要對應力點進行明顯的標注。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)中還容易發(fā)生沖突。一般情況下，先前的設計方法沒有辦法進行實時的修改，若是發(fā)現(xiàn)問題解決方法也不易實施，同時橋體結(jié)構(gòu)和施工環(huán)境容易致使工程施工困難，沒有辦法實現(xiàn)想要的施工目標。

2.2 預制構(gòu)件數(shù)量多、體積大

通常情況下，要求預制構(gòu)件在原廠中制作完成后，在施工現(xiàn)場展開安裝工作。這種情況下，如果是尺寸不符必須要改變原有的尺寸，讓制作商重新制作預構(gòu)件，這樣不僅會影響施工進度，也影響了企業(yè)的造價成本。除此之外，預制構(gòu)件一般情況下體積較大，數(shù)量較多，在進行運輸和保管時也需要耗費大量的人力物力。當預制構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，需要進行準確的檢測，減少事故的發(fā)生和問題的出現(xiàn)。另外，預制構(gòu)件進行安裝時，安裝步驟比較復雜，因此需要耗費大量的時間。若橋梁工程中的工程設備強度不足還需進行檢測，強度問題要工作人員進行嚴格的計算，進而得出有效的結(jié)果。

2.3 施工現(xiàn)場環(huán)境復雜

橋梁工程在我國的作用不僅僅是緩解交通壓力還要連接不同地區(qū)。因此，施工時可能需要面臨跨海、斷崖等，同時由于每次橋梁工程施工環(huán)境不一，不能完全借鑒之前的經(jīng)驗，施工需要根據(jù)場地實際進行規(guī)劃,給出符合條件要求的施工方案。若是照搬以往經(jīng)驗,可能會致使橋梁工程整體效率降低，工作人員也無法保障施工的正確性和安全性。

3 基于BIM的工程設計優(yōu)化

3.1 BIM與初步設計

在進行橋梁的規(guī)劃時，第一步設計十分關鍵，這一步能夠有效確認橋梁的整體規(guī)劃，同時也可以對橋梁結(jié)構(gòu)展開有效的布局設置。例如，橋梁的立面布置和平面布置。在進行初步設計過程中，需要對諸多的方案進行考核和衡量，進而選出較好的橋梁方案。應用BIM技術(shù)之后，技術(shù)人員能夠借助數(shù)字化三維建模來展開有關的方案設計。BIM模型還能夠生成有效的立面圖和斷面圖，這種方式能夠有效地將不同方案的優(yōu)勢和劣勢體現(xiàn)出來，方便技術(shù)人員對方案的選取。除此之外，BIM技術(shù)還可以對立面圖和斷面圖進行實時更新。其優(yōu)良的可視化特點,利用有效的BIM模型能夠進行良好的溝通，使設計者能夠及時了解領導者的想法，進而開展有效的橋梁設計。

3.2 BIM與技術(shù)以及施工設計

技術(shù)設計大都是指初步設計的延伸，即指對選取出來較為合理的方案展開精細化的加工，能夠更好地應用于較為繁瑣的橋梁工程中。這一步主要是對橋梁的結(jié)構(gòu)展開更為嚴密的探索，并根據(jù)探索結(jié)果來進行施工圖紙的設計。在這一個環(huán)節(jié)中，每一項步驟都十分繁瑣。應用BIM技術(shù)之后，能夠更好的展開此項工作，BIM技術(shù)也為該項工作帶來了有效的簡化方式。BIM軟件能夠?qū)υO計進行全面的檢查，有沖突的部位會進行檢測生成分析報告，這樣工作人員就能夠按照報告來展開修改工作，之后進行建模和檢測工作，最后完美處理項目中的問題。方案的確認主要是在不斷的修改之中進行的，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，把這一項步驟進行了簡化，方便了施工設計工作。

4 基于BIM的橋梁工程施工優(yōu)化研究

對施工進行優(yōu)化，大多是指對施工步驟以及工期和管理進行優(yōu)化。按照當前的BIM施工模型和施工計劃能夠有效開展模擬施工工作，進而對各方面施工的可行性進行確定，這樣也能夠促進設計人員選取施工方式。BIM技術(shù)還能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場進行有效的調(diào)節(jié)，對施工存有異議的地方也可以共同商議。

4.1 工序優(yōu)化

BIM技術(shù)能夠更好的將施工流程展現(xiàn)出來，讓技術(shù)人員和工作人員都能夠直接看到方案實施的可行之處和不可行之處。在這之中，若是有問題產(chǎn)生還可以在BIM上直接進行修改，并且進行二次模擬，直到該次施工方式滿足施工標準和施工要求，進而最大程度上保障橋梁工程的質(zhì)量和效率。

4.2 進度優(yōu)化

BIM在實際項目中，大多數(shù)是進行施工進度模擬分析。那么借助BIM展開有效的3D建模，進而對施工整體進度進行初步估測，再加上橋梁工程中的各項負責人對工期進行準確的改正和確認，能夠有效地對進度進行優(yōu)化。在該項工作開始之際，技術(shù)人員要對項目進度進行第一次模擬，模擬的主要內(nèi)容是施工步驟。同時，施工要依照設計來進行，進而找到比較科學的施工方案。當方案批準實施后，則要進行有關的精細化處理，BIM人員要能夠?qū)IM中的方案進行修改，進而完善最終方案。這種方式能夠為橋梁工程的施工帶來保障，同時也能夠加強方案的合理性以及安全性。

4.3 管理優(yōu)化

由于BIM模擬施工的能力十分強大，在施工進行時容易產(chǎn)生的問題，在施工之前就能夠給予有效的方式解決,因此，在這種情況下，橋梁工程中的管理方式也要針對性地進行調(diào)整，由等待問題轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)問題。除此之外，在施工時可視化也能夠作為施工現(xiàn)場的指導方法，這樣能夠讓施工工作人員更為清晰地了解到橋梁整個工程中的步驟和存在的安全隱患，能夠降低施工問題發(fā)生的概率，同時也對現(xiàn)場管理進行了改善，讓管理人員能夠更好的提高工作效率。

4.4 基于BIM可視化施工模擬

BIM技術(shù)可視化施工模擬是指現(xiàn)場施工方案和BIM技術(shù)的相互融合，進而構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型來對橋梁的各項數(shù)據(jù)進行計算，得出有效的結(jié)果之后能夠應用RBCCE來對不同的數(shù)據(jù)進行查詢計算。這種方式可以更好地得出有效的三維造型以及計算結(jié)果，能夠為施工管理帶來有效的應用。

5 結(jié) 語

本文主要研究了橋梁工程設計與施工優(yōu)化，在BIM技術(shù)的前提下,第一步是對BIM展開了剖析，第二步對橋梁工程的有關工程步驟進行了簡述，最后將BIM技術(shù)應用于橋梁工程中的各項優(yōu)化措施進行了整合。目的是為當前橋梁工程的改善提供有效的參考意見，推動我國橋梁事業(yè)的發(fā)展，為施工優(yōu)化帶來有效的參考方式，希望對提高中國橋梁建設水準有所助益。