BIM技術(shù)條件下的市政道路橋梁設(shè)計(jì)研究

胡娜?成寧波

摘 要 市政道路橋梁是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，科學(xué)合理的市政道路橋梁設(shè)計(jì)對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。市政道路橋梁設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用先進(jìn)的BIM技術(shù)設(shè)計(jì)理念，通過建模方式獲取道路橋梁的三維模型，根據(jù)三維模型進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì)，能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);市政道路橋梁;設(shè)計(jì)

1BIM技術(shù)在市政道路橋梁設(shè)計(jì)中的作用

1.1 高效彰顯設(shè)計(jì)意圖

利用BIM軟件建立相應(yīng)的道路橋梁模型，可以模擬整個(gè)工程的三維環(huán)境，設(shè)計(jì)師根據(jù)直觀的市政道路橋梁模型，實(shí)現(xiàn)其外部和內(nèi)部的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，并進(jìn)行直觀的外觀展示。

1.2 提升模擬分析能力

BIM技術(shù)利用優(yōu)化模型，對(duì)道路橋梁建設(shè)進(jìn)行整體虛擬化，需要的某一處細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)直接從BIM技術(shù)模型中提取，最后通過三維立體圖形的形式展示設(shè)計(jì)模型，提高了設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。市政道路橋梁的設(shè)計(jì)階段就能直觀感受到設(shè)計(jì)完工后的效果，及早發(fā)現(xiàn)道路橋梁設(shè)計(jì)中的不足，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行及時(shí)的改進(jìn)和調(diào)整。

1.3 提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性

當(dāng)前市政道路橋梁設(shè)計(jì)都需要提交二維圖紙，實(shí)際上是設(shè)計(jì)師通過空間想象橋梁的三維模型投影、剖切到二維平面上形成的，二維圖紙的展現(xiàn)效果和校核糾錯(cuò)功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及三維模型。由三維模型直接生成的圖紙則表現(xiàn)形式更為豐富，三維布置圖、預(yù)拼裝圖能精準(zhǔn)無誤的展示各細(xì)節(jié)部位，由三維模型經(jīng)過計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)投影、剖切的二維圖紙?jiān)诳臻g結(jié)構(gòu)展現(xiàn)和剖切示意以及大樣展示、工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)上，有著更高的精確度，能大大提升設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性。

1.4 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享

BIM信息模型包含橋梁工程所有相關(guān)信息，在整個(gè)項(xiàng)目周期內(nèi)使用同一個(gè)模型，所有的數(shù)據(jù)采集和更改只有一個(gè)進(jìn)出口，數(shù)據(jù)的完整性得到了保障，信息模型的數(shù)字化，能夠使資料在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)積累、共享和傳遞，具有強(qiáng)大的集成管理功能。

1.5 實(shí)現(xiàn)互助協(xié)同設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)存在一定局限，設(shè)計(jì)效率低、誤差率高，檢查和糾錯(cuò)工作量大。應(yīng)用BIM技術(shù)可以借鑒和應(yīng)用信息模型數(shù)據(jù)庫各方面信息資料，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下有效融合，實(shí)現(xiàn)高效的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)處理，提高各方面設(shè)計(jì)的契合度，提升互助協(xié)同設(shè)計(jì)的效率和效果[1]。

2BIM技術(shù)在市政道路橋梁設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 場(chǎng)地規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)

場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)中利用BIM技術(shù)可以將平面化的場(chǎng)地以立體的形式展現(xiàn)，便于科學(xué)的布置各個(gè)階段場(chǎng)地。利用BIM技術(shù)在場(chǎng)地模型建立中按照標(biāo)高方格網(wǎng)導(dǎo)入地形，提前設(shè)計(jì)好道路標(biāo)高系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，減少臨建時(shí)的挖方填方施工量，降低施工成本。

2.2 碰撞檢查和三維可視化技術(shù)交底

設(shè)計(jì)階段利用建立的橋梁BIM模型進(jìn)行碰撞檢查實(shí)驗(yàn)，能及時(shí)進(jìn)行糾錯(cuò)。橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部三向預(yù)應(yīng)力管道、斜拉索等空間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，由于二維CAD圖紙的局限性，使復(fù)雜的構(gòu)件設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)管道碰撞、部件位置沖突等問題，技術(shù)人員之間的溝通和協(xié)同也不方便，難以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。再加上二維CAD圖紙難以呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位，圖紙表達(dá)信息不全，設(shè)計(jì)信息不能完整的展現(xiàn)給施工人員和管理人員，導(dǎo)致施工時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)意圖理解不透，出現(xiàn)誤操作。該階段利用BIM技術(shù)能使橋梁結(jié)構(gòu)部件以真實(shí)的三維實(shí)體形式得以展現(xiàn)，通過軟件自動(dòng)進(jìn)行碰撞檢查和三維可視化技術(shù)交底，在項(xiàng)目模型中能方便快捷的保存設(shè)計(jì)信息并毫無保留地傳遞給施工方，能清晰了解各個(gè)結(jié)構(gòu)部位，從而指導(dǎo)施工。從圖1對(duì)鋼束位置進(jìn)行碰撞檢查過程中，可以清楚顯現(xiàn)，橋梁的縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼束按原布置方式發(fā)生的位置沖突，設(shè)計(jì)人員可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止后期設(shè)計(jì)變更造成的損失。

圖1 對(duì)鋼束位置進(jìn)行碰撞檢查

2.3 過橋管線設(shè)計(jì)

過橋管線設(shè)計(jì)中預(yù)留必要的空間和預(yù)埋構(gòu)件，防止設(shè)計(jì)失誤而出現(xiàn)因敷設(shè)管線破壞構(gòu)件、重復(fù)建設(shè)問題。借助BIM技術(shù)對(duì)施工管線分布情況進(jìn)行3D靜態(tài)模擬，按照各個(gè)設(shè)備專業(yè)的施工圖分別進(jìn)行模擬演示，及時(shí)對(duì)不規(guī)范的部位進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整。比如通過使用BIM技術(shù)提前確定管線預(yù)留孔洞，對(duì)各類管線進(jìn)行科學(xué)的協(xié)調(diào)區(qū)分，確保各類管線區(qū)域能夠既保持聯(lián)系有保持獨(dú)立，避免出現(xiàn)管線交叉或堵塞，減少管線碰撞問題。

2.4 信息模型的同步管理

傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)只要平面、立面和剖面圖紙任何一種發(fā)生變化，其他的也就產(chǎn)生變化，經(jīng)常出現(xiàn)因修改不完善導(dǎo)致的圖形誤差。建立BIM模型后，利用相關(guān)設(shè)計(jì)軟件，能按照3D模型生成橋梁工程各種需求的圖紙文件，或平面，或立面，或剖面，并且圖紙與模型保持一定邏輯關(guān)系，模型改變后與之相關(guān)的圖形和文檔會(huì)自動(dòng)更新，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，提升了道路橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡敬，于浩楠.BIM在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019，（06）：146-147.