BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計階段的應(yīng)用研究

劉元

蘇交科集團股份有限公司 江蘇 南京 210019

1 BIM技術(shù)的相關(guān)概論

BIM是建筑信息化模型的英文縮寫，其是一種新型的現(xiàn)代化設(shè)計理念及應(yīng)用技術(shù)。BIM技術(shù)早西方發(fā)達國家的建筑項目中得到了廣泛的應(yīng)用，其在建筑行業(yè)能夠與CAD技術(shù)媲美的一項技術(shù)創(chuàng)新。當前我國建筑行業(yè)開始逐漸涉列BIM技術(shù)的應(yīng)用，但是由于其科技性、專業(yè)性較強，也僅僅在一些建筑規(guī)模較大，構(gòu)復(fù)雜的工程中得到有效的應(yīng)用。BIM技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用還處于初級階段，在實際建設(shè)中應(yīng)用的案例較少，耳熟能詳?shù)膽?yīng)用案例有：滬昆客專北盤江特大橋、新白沙沱長江特大橋。BIM技術(shù)主要是對工程項目的物理功能特性進行數(shù)字描述與管理，其可應(yīng)用于工程設(shè)計、施工、管理、運維等整個生命周期，能夠促使各項數(shù)據(jù)得到充分地共享、應(yīng)用，并保障信息數(shù)據(jù)與實際情況保持一致[1]。

2 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 BIM設(shè)計標準尚未統(tǒng)一

現(xiàn)階段建設(shè)單位對于設(shè)計單位提交的BIM設(shè)計方案沒有設(shè)置統(tǒng)一的標準，而且大部分設(shè)計單位也沒有構(gòu)建完善的BIM標準。

2.2 國內(nèi)BIM軟件開發(fā)不足

歐美發(fā)達國家對于BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)達到了爐火純青的地步，而我國對于BIM的應(yīng)用還不夠成熟、研究也不夠深入，而且國內(nèi)對于BIM的技術(shù)的開發(fā)較少，目前使用的多為國外引進的軟件。

2.3 BIM建模規(guī)范有待完善

在工程建設(shè)中參與建設(shè)的單位不同、使用建模軟件不同，若不對建模的標準進行有效的統(tǒng)一，就難以保障模型轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的完整性、有效性[2]。

3 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計過程的應(yīng)用分析

3.1 BIM技術(shù)在前期設(shè)計中的應(yīng)用

前期設(shè)計主要包含三個環(huán)節(jié)：項目立項、可行性分析、方案優(yōu)選等，可通過Revit建模軟件構(gòu)建橋梁三維模型能夠按照實際橋梁的規(guī)格需要來設(shè)置參數(shù)，并將橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)模型進行實時的展現(xiàn)，從而為項目決策層提供集設(shè)計理念、設(shè)計效果于一體的三維可視化模型，促使設(shè)計方案的調(diào)整更加的簡便快捷、合理有效，按照整改的要求隨時調(diào)整隨時呈現(xiàn)。同時可對各個環(huán)節(jié)增設(shè)成本信息數(shù)據(jù)，從而對橋梁結(jié)構(gòu)改動后成本的變化情況，促使橋梁類型方案能夠有效確定。

例如：利用Revit軟件構(gòu)建某下承式系桿拱橋模型，按照橋梁結(jié)構(gòu)特點構(gòu)建獨立的族庫，通過BIM三維模型對橋梁的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行清晰的表達。然后在利用三維渲染軟件將橋梁項目的整個場景真實地呈現(xiàn)出來，或制作成者三維漫游動畫，便于建筑方對設(shè)計方案進行充分理解，能夠?qū)㈨椖康恼w環(huán)境真實地反映出來。從而提升設(shè)計單位方案講解的生動性，能夠為業(yè)主提供更加全面的信息數(shù)據(jù)。

圖1 橋梁BIM模型

3.2 BIM技術(shù)在后期設(shè)計中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程后期設(shè)計階段建，能夠為設(shè)計中存在的沖突進行檢測，對設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤進行糾正，繼而滿足橋梁設(shè)計出圖需求。在橋梁結(jié)構(gòu)中三向預(yù)應(yīng)力管道、斜拉索等結(jié)構(gòu)是復(fù)雜煩瑣、縱橫交錯，而CAD技術(shù)難以將設(shè)計立體地呈現(xiàn)出來，通常將橋梁構(gòu)件進行拆分設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計時出現(xiàn)管道碰撞、構(gòu)件設(shè)置沖突等，且難以對項目各參建方進行有效的協(xié)調(diào)，最終難以確保設(shè)計質(zhì)量達標；二維技術(shù)難以將一些錯綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)清晰地展示出來，導(dǎo)致施工單位對設(shè)計圖紙難以深入的了解；設(shè)計圖紙很難將數(shù)據(jù)信息有效的傳遞出去，甚至在信息傳遞過程中出現(xiàn)錯誤、紕漏等情況；當橋梁的縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力的設(shè)定位置發(fā)生沖突，那么設(shè)計人員就要立即進行有效的調(diào)整，防止設(shè)計后期出現(xiàn)變更。

在后期設(shè)計環(huán)節(jié)中應(yīng)用BIM技術(shù)就可避免以上不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，而且可通過三維立體模式將橋梁構(gòu)件真實地呈現(xiàn)出來；通過BIM技術(shù)對沖突進行自動檢測；設(shè)計人員可將BIM模型保存起來交給建設(shè)方、施工方，且施工單位可將相關(guān)信息及后期管理、維護信息進行不斷完善，將信息完整、準確的傳遞出去，能夠為后期構(gòu)件的追溯提供便利性，可將問題的致因進行詳細的分析。

BIM設(shè)計突破了以往設(shè)計方式存在的弊端，其能夠為橋梁工程的設(shè)計提供更加專業(yè)、高效的技術(shù)平臺，可允許各專業(yè)共同設(shè)計，便于及時、有效地進行溝通，防止出現(xiàn)返工現(xiàn)象。此外，通過BIM技術(shù)可與二維圖紙建立關(guān)聯(lián)性，可確保模型部分結(jié)構(gòu)變動后與之關(guān)聯(lián)的圖紙能夠自動更新，不僅促使設(shè)計效率得到顯著的提升，還能夠很大程度上減少工作量，從而能夠集中精力投入到設(shè)計方案的優(yōu)化中。

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)作為科技與建筑建設(shè)發(fā)展的產(chǎn)物，在建筑工程建設(shè)過程中發(fā)揮了舉足輕重的作用，其已成為大型建筑不可或缺的技術(shù)支持。然而在我國橋梁工程建設(shè)中對于BIM技術(shù)的應(yīng)用比較少，很大一部分原因是對BIM技術(shù)沒有深入的了解，難以應(yīng)用的得心應(yīng)手。所以相關(guān)領(lǐng)域必須要對橋梁設(shè)計中BIM技術(shù)的運用進行詳細的研究，從而為實際的橋梁設(shè)計提供有效參考。