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

【摘要】橋梁工程不僅是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，也是土木工程的基本設(shè)備。重視橋梁工程質(zhì)量至關(guān)重要。在當(dāng)今高度發(fā)展的信息技術(shù)中，有必要將信息技術(shù)與橋梁工程有機(jī)結(jié)合，通過(guò)BIM技術(shù)提高橋梁工程的質(zhì)量和安全性，延長(zhǎng)橋梁工程的使用壽命。本文先介紹了在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)的作用，并就其在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用展開(kāi)研究與分析。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);橋梁工程;設(shè)計(jì)階段;應(yīng)用研究

1、BIM概述

BIM（Building Information Modeling）是以三維數(shù)字為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)[1]。其概念于1975年首次被提出，繼而美國(guó)于2007年頒布了第一個(gè)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)，BIM技術(shù)開(kāi)始在國(guó)外廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)因其具有可視性、模擬性、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性、和可出圖性等特點(diǎn)在工程中發(fā)揮了重要作用，提高了建筑行業(yè)的效率。2001年，BIM技術(shù)開(kāi)始逐步在我國(guó)建筑行業(yè)中得到應(yīng)用。上海中心大廈、中國(guó)尊等一批重點(diǎn)工程全面采用BIM技術(shù)，帶來(lái)了工作效率的顯著提升。隨著住建部發(fā)布建筑業(yè)信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃，BIM技術(shù)已列為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)之一。各省市如北京、廣東、上海等各地政府也相應(yīng)出臺(tái)了相關(guān)政策推動(dòng)BIM技術(shù)的應(yīng)用。在國(guó)家政策支持和BIM技術(shù)本身具有的優(yōu)勢(shì)下，BIM技術(shù)受到廣泛關(guān)注并成為理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的熱點(diǎn)技術(shù)之一。

2、BIM技術(shù)特點(diǎn)

2.1關(guān)聯(lián)性

BIM是一種模擬模型技術(shù)，而這種模型設(shè)計(jì)可以將不同建筑階段，各環(huán)節(jié)中涉及到的對(duì)象信息進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)。也就是說(shuō)，在工程建筑的設(shè)計(jì)階段，可以大大降低同一信息多次重復(fù)導(dǎo)入問(wèn)題，信息重復(fù)率的降低也就在一定程度上避免了信息分歧的問(wèn)題。若是模型中的一項(xiàng)信息數(shù)據(jù)出問(wèn)題或者被修改，那么與之有關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息就能在后臺(tái)自動(dòng)更新，重新形成新的關(guān)系網(wǎng)。

2.2模擬性

BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)可視化施工，通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)中的施工來(lái)實(shí)現(xiàn)施工可視化。在施工階段，可以在三維模型的基礎(chǔ)上通過(guò)添加相關(guān)條件而轉(zhuǎn)換成4D的施工模式，便于施工方案的確立。同時(shí)也可以在4D的基礎(chǔ)上加入造價(jià)成本進(jìn)行5D模擬，以實(shí)現(xiàn)成本控制的目的。

2.3可視化

BIM技術(shù)的一大特色就是改變了傳統(tǒng)的單純平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模式，通過(guò)借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，將線(xiàn)條進(jìn)行拼接組合，形成了三維的立體模式圖，使圖紙變得更加生動(dòng)化，更加立體可視化。在設(shè)計(jì)、建筑以及后續(xù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，BIM技術(shù)都能提供可視化的便利條件，便于相關(guān)工作者之間的溝通交流，大大提高了其商業(yè)及應(yīng)用價(jià)值

3、BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1可行性階段的應(yīng)用

要想提高橋梁的可行性，就需要設(shè)計(jì)橋梁的方案，具體指的是確定橋梁方案以及總體的設(shè)想，例如橋梁的斷面、平面。在進(jìn)行可行性的設(shè)計(jì)時(shí)，可以接收的方案有多種，因此需要花費(fèi)大量的時(shí)間。由于方案設(shè)計(jì)要求較高的準(zhǔn)確性，而B(niǎo)IM技術(shù)可以表現(xiàn)出其三維特性，利用BIM模型針對(duì)不同的方案表現(xiàn)，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)閿嗝鎴D或立面圖。

3.2 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)階段的具體應(yīng)用

縱觀(guān)橋梁工程的全過(guò)程，其設(shè)計(jì)階段的作用和功效是不容忽視的，如果橋梁工程設(shè)計(jì)階段的工作落實(shí)的好，那么工程的進(jìn)度、質(zhì)量等控制工作也將變得更加容易，從而為工程未來(lái)的工序打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下，各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員之間并沒(méi)有直接性的溝通，相互之間是一個(gè)分割的整體，采用的是分散的模式開(kāi)展工作，這直接影響到各個(gè)專(zhuān)業(yè)工程之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題，如果處理不當(dāng)很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重性的矛盾，如果因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段的工作沒(méi)有得到恰當(dāng)?shù)奶幚恚率箚?wèn)題延伸到了施工過(guò)程中，那么橋梁工程的設(shè)計(jì)就會(huì)面臨變更的情況，隨之成本就會(huì)上升。在BIM技術(shù)的支持下，我們提倡的就是協(xié)同工作，設(shè)計(jì)人員基于同一個(gè)平臺(tái)開(kāi)展信息共享和交流工作，是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的巨大改良，并且取得了良好的效果。在軟件的自我碰撞檢查下，工作的效率得到明顯的提升，也便于我們?cè)谠O(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)沖突問(wèn)題并在正式施工之前就及時(shí)將這一問(wèn)題解決掉，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，這也是幫助相關(guān)單位節(jié)省工程造價(jià)的重要方式之一。許多學(xué)者深入分析了BIM應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)時(shí)在可視化、參數(shù)化設(shè)計(jì)等諸多方面的價(jià)值。表明隨著B(niǎo)IM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用，一方面工程的設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量得到明顯保障，另一方面還能優(yōu)化和再造橋梁設(shè)計(jì)和全生命周期管理的流程，這兩個(gè)方面工作質(zhì)量的提升無(wú)疑成為促進(jìn)橋梁工程建設(shè)和管理水平不斷上升的重要方式?？偠灾珺IM技術(shù)按照工程實(shí)際信息建立的三維模型，對(duì)橋梁工程的質(zhì)量和建設(shè)都是一個(gè)巨大的推動(dòng)，促使整個(gè)橋梁工程可視化水平不斷提高，并且還可以在模型、動(dòng)畫(huà)、漫游等方式的推動(dòng)下讓人們以更加直觀(guān)的方式讓業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)理念有一個(gè)較為全面的把握，這樣有利于業(yè)主對(duì)建設(shè)單位的理解并做出更為準(zhǔn)確的決策。

3.3 BIM技術(shù)在橋梁工程運(yùn)維階段的應(yīng)用

橋梁工程的運(yùn)營(yíng)階段在橋梁工程全生命周期里是耗時(shí)最長(zhǎng)、信息量和管理的工作量最大的一個(gè)階段，這一階段的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出建設(shè)階段的時(shí)間，同樣的該階段的成本大約占建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期的55%～75%[10]。因此有效控制和管理該階段十分重要。橋梁工程結(jié)構(gòu)體量大，施工環(huán)境多變，而在運(yùn)營(yíng)階段，所需的信息量更大，參與的人員更廣。在傳統(tǒng)橋梁工程中，由于不同階段涉及專(zhuān)業(yè)眾多，在信息的建立與傳遞過(guò)程中容易造成數(shù)據(jù)丟失，對(duì)后期橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)造成較大的困難。李亞君研究分析了基于BIM技術(shù)的橋梁工程運(yùn)營(yíng)精益管理、基于BIM技術(shù)的協(xié)同工作平臺(tái)和其他一些應(yīng)用，指出通過(guò)構(gòu)建基于BIM技術(shù)的協(xié)同工作平臺(tái)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)“云”技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將實(shí)時(shí)的橋梁運(yùn)營(yíng)信息以共享的方式傳遞到各個(gè)參建方和相關(guān)管理部門(mén)，讓各方及時(shí)獲取相應(yīng)信息并制定下一步?jīng)Q策。

結(jié)語(yǔ)：

橋梁工程是交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，但是其施工具有工期長(zhǎng)、工程量大以及技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且施工環(huán)境相對(duì)特殊，整個(gè)施工過(guò)程管理難度比較大。為保證工程施工質(zhì)量，可以選擇將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，結(jié)合工程實(shí)際情況建立信息模型，對(duì)工程施工的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行管理，通過(guò)可視化分析、進(jìn)度分析、施工模擬分析等階段，來(lái)保證工程施工質(zhì)量滿(mǎn)足建設(shè)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪磊.BIM技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2017.

[2]方婉蓉.基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)研究[D].武漢科技大學(xué)，2017.

作者簡(jiǎn)介：

張君，中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧沈陽(yáng)。