BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的應用分析

張波波 付培楠

華杰工程咨詢有限公司 北京 100029

正文：

引言

BIM是一種數(shù)據(jù)化的工具，能夠經(jīng)過模擬，在施工前準確反映，并對2D設(shè)計圖紙作出正確的理解和高效的應對。這種技術(shù)起源于20世紀末期，可以對數(shù)據(jù)設(shè)計等進行整合，在后期的策劃運行過程中共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種狀況能提前做好應對。BIM技術(shù)可以把工程初期的各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)?D模型，再難再復雜的建筑形式，都會變得很容易處理?？梢酝ㄟ^這種技術(shù)不斷完善初期的設(shè)計方案，最大程度上保證項目施工的質(zhì)量，推動我國橋梁事業(yè)的發(fā)展。

1 BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

BIM技術(shù)目前在國際建筑領(lǐng)域應用比較廣泛，并取得了很好的效果，對行業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。BIM技術(shù)在我國工程實踐中的應用尚在初級階段，實際功能的應用還在摸索階段。目前階段的應用情況來看，效果很顯著，國內(nèi)應用該技術(shù)的企業(yè)大部分都是盈利狀態(tài)，僅有15%左右處于虧損狀態(tài)。目前BIM技術(shù)已經(jīng)成為我國的建筑企業(yè)改革的重要技術(shù)支持之一，但是實際應用過程中，還有很多不足，知識多偏向于理論化，還應該加大該技術(shù)研究力度，在不斷發(fā)展中研究出適合我國企業(yè)發(fā)展的技術(shù)成果。

2 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的應用

BIM 可以通過一系列設(shè)計軟件協(xié)同合作來實現(xiàn)，在眾多BIM軟件中，AUTODESK 及BENTLEY 兩大平臺軟件應用的最為廣泛，而AUTODESK平臺憑借著早期AUTOCAD 在行業(yè)內(nèi)打下的扎實基礎(chǔ)，已成為各大設(shè)計院的首選。其中，Infraworks、Civil 3D、Recap360、Raster Design 及3dmax CivilView 等A 平臺BIM 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計軟件，已被廣泛應用到橋梁設(shè)計工作中。

2.1 結(jié)合GIS 的多元化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理

在橋梁設(shè)計中，分析原始地形數(shù)據(jù)是設(shè)計的第一步驟，然而傳統(tǒng)的地形數(shù)據(jù)仍停留在二維平面中，無法直觀的表達地形地貌。通過Civil 3D 處理后的地形圖，可以建立起系統(tǒng)的三維模型，并在此基礎(chǔ)上進行高差，坡度等分析。軟件自帶的Geotechnical 及river模塊，能使地勘及水利數(shù)據(jù)集中呈現(xiàn)在三維模型中。此外，結(jié)合Raster 軟件，能使通過GIS 軟件獲得的航拍圖片矢量化，并直接附著于處理好的三維地形中，從而達到實景呈現(xiàn)。其次，在項目前期投標或方案階段，往往會出現(xiàn)地形圖等基礎(chǔ)資料缺失的情況，令項目無從開展。通過Infrawoks，使用自帶的模型創(chuàng)建工具或者處理網(wǎng)絡(luò)獲取的不同精度GIS 數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速實景建模，并以此為基礎(chǔ)進行設(shè)計，從而順利的推進項目。

2.2 建立動態(tài)橋梁模型

BIM技術(shù)模型的應用的前提是相關(guān)橋梁設(shè)計人員要對橋梁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做好相關(guān)整理，在應用過程中，橋梁結(jié)構(gòu)在BIM中的選擇系統(tǒng)是第一步，由于我國的BIM技術(shù)在處理上還不夠成熟，因此需要在應用的過程中不斷發(fā)現(xiàn)并改正問題，增加該技術(shù)的成熟度。CIVL 3D 可以使道路的平、縱、橫設(shè)計動態(tài)連接，任意一點的設(shè)計修改，都會聯(lián)動到與此相關(guān)聯(lián)的其他內(nèi)容上，自動進行更新，省去了大量的重復工作。例如，一般橋梁建筑過程中，需要做結(jié)構(gòu)提取時，通常做的第一步是固定橋梁結(jié)構(gòu)，這種方式相對來說是簡便易行的。BIM技術(shù)應用成功的關(guān)鍵是要技術(shù)人員做好橋梁的設(shè)計圖紙。目前我國部分橋梁設(shè)計企業(yè)已經(jīng)認識到BIM技術(shù)的重要作用，已經(jīng)在實際操作過程中應用了該技術(shù)，并且取得了很好的成效。但是這種應用片面性太強，因為這種企業(yè)大都只是進行圖紙設(shè)計，應用也僅限于該環(huán)節(jié)，缺乏一個整體的連貫性，因而對整體結(jié)構(gòu)把控比較困難。這就運用BIM模型的時候，技術(shù)人員重點研究數(shù)據(jù)模型參數(shù)，這樣會整體上提高橋梁的整體構(gòu)建速度。BIM技術(shù)的應用，對于橋梁審計企業(yè)不管是結(jié)構(gòu)設(shè)計，還是橋梁施工進度的控制上，都有很好的推進作用。

2.3 橋梁設(shè)計合理性分析與沖突檢查

橋梁設(shè)計人員在設(shè)計圖紙的初級階段，可以通過BIM模型對初稿進行檢查，核對，提前驗證施工進度。對于設(shè)計圖紙中出現(xiàn)的問題，可以提早發(fā)現(xiàn)，及時整改，施工前保證設(shè)計圖紙的正確性，避免在施工中出現(xiàn)問題，延誤工期，造成更大的經(jīng)濟損失。BIM模板可以根據(jù)設(shè)計圖紙，系統(tǒng)自動生成物料明細，設(shè)計人員可以根據(jù)這些明細進行核對，統(tǒng)計工程中存在的偏差。BIM技術(shù)的橋梁設(shè)計沖突檢查可以避免很多傳統(tǒng)設(shè)計圖紙中因經(jīng)驗不足或人為疏忽而產(chǎn)生的錯誤，后期人工審核因為不夠智能化，很容易存在漏檢的問題,如果后期施工中再發(fā)現(xiàn)問題，會造成人力物力的巨大浪費。因此在橋梁設(shè)計過程中應用BIM技術(shù)是不論在前期技術(shù)審核方面，還是對于橋梁現(xiàn)場施工的順利開展，都是非常有必要的。

2.4 工程量統(tǒng)計

工程量的統(tǒng)計也是橋梁施工中重要的一個環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的計算方式是依據(jù)2D的CAD設(shè)計圖紙，人工計算，這種方式極容易出現(xiàn)差錯，耗費時間，是困擾橋梁設(shè)計企業(yè)的一個難題。在完成橋梁模型的建立后，Civil 3D 利用其強大的曲面數(shù)據(jù)計算能力，能快速有效地計算出橋梁的土方量，自動生成土石方量表。工程量萬一計算差錯，會給后期的材料采購和現(xiàn)場施工帶來很嚴重的后果。BIM技術(shù)在工程量統(tǒng)計上是非常的智能的，無需人工測算，只要構(gòu)件好橋梁模型，就能迅速準確的獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，大大簡化了設(shè)計人員的工作，提高了整體的工作效率。如果在實際測算過程中，發(fā)現(xiàn)哪個結(jié)構(gòu)不合理，需要進行整改，對于需要調(diào)整的材料數(shù)量也能迅速準確的呈現(xiàn)在表格中，并迅速計算出相關(guān)成本，既能保證工程的準確性，簡化工作流程，又能大大提高工作效率。

3.5 對圖紙輸出的優(yōu)化

橋梁建筑的主要依據(jù)是設(shè)計圖紙，而圖紙往往都是2D形式的，圖紙的正確性直接影響到橋梁質(zhì)量的好壞，是現(xiàn)場施工中的主要參照標準，所以設(shè)計圖紙是橋梁工程的所有流程中的重中之重。通過Civil 3D 預先建立好的標簽集，可以迅速的完成的各個圖紙標注，并且將錯誤率降低為零。同時，通過前期設(shè)置好的代碼集，可以智能的控制圖紙中各個元素的顏色、線寬、填充樣式等屬性。BIM技術(shù)能將平面的圖紙呈現(xiàn)可視性的框架，傳統(tǒng)的圖紙審核機制存在片面性，人工審核有局限性，容易因經(jīng)驗不足導致失誤，這樣就給后期的施工過程帶來很多不可預知的風險，人的精力有限，建筑技術(shù)很難得到大幅度的提高。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，橋梁企業(yè)對BIM技術(shù)的需求越來越迫切，這種技術(shù)能大大提高審核的效率，準確性，設(shè)計人員還能根據(jù)技術(shù)結(jié)果修改完善圖紙的不足。比方說，圖紙上呈現(xiàn)的只是一些簡單的線條和數(shù)字，要想知道施工中出現(xiàn)的問題，只能由設(shè)計人員靠腦子空想，只是理論化的知識，跟實際還是有很大的出入，而BIM技術(shù)卻能讓圖紙呈現(xiàn)可視性，可以模擬出真實的施工效果，有效避免了人工審核的不足，再復雜的結(jié)構(gòu)都能準確無誤的表現(xiàn)出來，所以BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計領(lǐng)域的作用不可忽視。

結(jié)束語

在我國的建筑行業(yè)中，BIM技術(shù)的應用越來越廣泛，也給企業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟和社會效益。BIM技術(shù)在我國的應用還在初級階段，還有待于完善，我們要在應用過程中不斷地加以完善，努力研究出適合我國橋梁事業(yè)的先進技術(shù)，給企業(yè)帶來更大的效益。