BIM技術(shù)在市政橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用①

王野

摘? ?要：本文以目前市政橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)當(dāng)前市政工程橋梁設(shè)計(jì)的模式，總結(jié)當(dāng)前市政橋梁設(shè)計(jì)中存在的問題和缺陷。結(jié)合當(dāng)前城市對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的需求，探討B(tài)IM技術(shù)在當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)，對(duì)市政橋梁施工領(lǐng)域的信息整合、安全性提升、計(jì)算精準(zhǔn)性、和BIM技術(shù)模擬性優(yōu)勢(shì)做出詳細(xì)闡述，合理地給出技術(shù)應(yīng)用帶來的設(shè)計(jì)前景，但同時(shí)也給予一定的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：市政工程? BIM 技術(shù)? 設(shè)計(jì)? 橋梁

中圖分類號(hào)：U442.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（b）-0026-02

近些年城市化不斷推進(jìn)，城市間經(jīng)濟(jì)交流不斷加強(qiáng)，但道路交通難以滿足當(dāng)前城市發(fā)展的荷載，橋梁工程已成為連接城市間交通運(yùn)輸、拓寬經(jīng)濟(jì)交流、促進(jìn)社會(huì)溝通的重要工具。目前，傳統(tǒng)的市政橋梁設(shè)計(jì)大部分仍然按照2D的設(shè)計(jì)方式。在這種方式下不僅執(zhí)行效率低、信息溝通難度大、專業(yè)協(xié)同困難、設(shè)計(jì)量大，而且在一些安全性、耐久性等設(shè)計(jì)方面還存在較多的不合理。因此結(jié)合BIM技術(shù)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，不斷地優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)，有利于豐富市政橋梁設(shè)計(jì)的技術(shù)手段，提高橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)的整體水平。

1? 市政橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 市政橋梁設(shè)計(jì)缺乏專業(yè)協(xié)調(diào)

橋梁工程綜合程度較高，橋梁的設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，不僅需要考慮各專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)合理性，而且還要保證專業(yè)間的協(xié)調(diào)。在傳統(tǒng)的市政橋梁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)圖紙往往是分別由相應(yīng)專業(yè)負(fù)責(zé)相應(yīng)領(lǐng)域的圖紙繪制工作，這就導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中，不能及時(shí)地溝通協(xié)調(diào)，導(dǎo)致各專業(yè)間在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)圖紙相矛盾的現(xiàn)象，給后期橋梁施工作業(yè)帶來了極大困難。

1.2 市政橋梁安全性設(shè)計(jì)技術(shù)缺乏

橋梁工程在設(shè)計(jì)過程中不僅要保證整體的美觀性，還要兼顧整體橋梁的安全性，我國目前在市政橋梁中安全性方面的設(shè)計(jì)還處于低級(jí)階段，在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，主要還是通過技術(shù)人員依據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范或者已有工程的案例進(jìn)行人工設(shè)計(jì)，在這過程中由于橋梁工程所處的環(huán)境不同，往往僅限于圖紙和規(guī)范中所要求的一些指標(biāo)，不能充分考慮涉及實(shí)際因素。

1.3 市政橋梁設(shè)計(jì)缺乏后期施工方案

橋梁工程主要分布在城市交通復(fù)雜、地勢(shì)險(xiǎn)峻的地段，因此不僅對(duì)設(shè)計(jì)要求較高，而且對(duì)施工技術(shù)水平要求較大。目前，在建筑行業(yè)主要還是按照傳統(tǒng)先設(shè)計(jì)后施工的方式進(jìn)行工程項(xiàng)目建設(shè)，往往在設(shè)計(jì)過程中不能結(jié)合實(shí)際施工所需要的施工條件，導(dǎo)致在后期施工困難，不僅嚴(yán)重影響工程的整體進(jìn)度，而且使工程所消耗的資源和資金的增加。

1.4 市政橋梁設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確

在傳統(tǒng)的橋梁工程的設(shè)計(jì)中，不論是橋臺(tái)的尺寸、高程、錨塊的大小、位置，還是橋臺(tái)所需要的混凝土量，都是通過借助CAD圖紙人工進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于橋梁工程中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不同型號(hào)、大小的構(gòu)件較多，不僅計(jì)算繁瑣需要消耗大量的人力，而且出現(xiàn)的錯(cuò)誤比較多，人工計(jì)算產(chǎn)生誤差較大。容易影響整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)性和安全性。

2? BIM技術(shù)在市政橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及建議

隨著近年來BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)逐漸覆蓋到市政工程領(lǐng)域中，不僅能夠克服以往橋梁設(shè)計(jì)中的問題，而且還能夠?yàn)榻窈髽蛄涸O(shè)計(jì)的工作提供建議。通過對(duì)應(yīng)用BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)在市政橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和建議主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 構(gòu)建BIM云平臺(tái)加強(qiáng)專業(yè)協(xié)作

橋梁工程設(shè)計(jì)之所以信息整合復(fù)雜、協(xié)同設(shè)計(jì)困難，是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)中信息的管理還停留在人工處理階段，信息整合效率低下，信息傳遞慢。通過引進(jìn)BIM技術(shù)，建立一個(gè)項(xiàng)目內(nèi)部的BIM協(xié)同平臺(tái)，能夠?qū)⒏鲗I(yè)部門收集到的信息或設(shè)計(jì)圖紙上傳到云平臺(tái)當(dāng)中，利用BIM技術(shù)云平臺(tái)和云計(jì)算的功能，對(duì)信息的管理不僅安全、高效，而且信息的獲取也更加便利。在后期設(shè)計(jì)的過程中各專業(yè)的技術(shù)人員可以通過電腦在云平臺(tái)直接下載圖紙信息，運(yùn)用BIM繪圖軟件繪制三維信息模型，各專業(yè)部門、技術(shù)負(fù)責(zé)人可在云平臺(tái)中對(duì)模型中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析討論，最終根據(jù)修改意見在平臺(tái)中及時(shí)更新信息，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

但是，目前關(guān)于BIM協(xié)同平臺(tái)還處于發(fā)展的階段，大部分還來源于國外的技術(shù)支持。不論是技術(shù)還是軟件還不是很成熟，還需要我們?cè)诮窈蟮陌l(fā)展自主開發(fā)平臺(tái)、探索和發(fā)展新功能。

2.2 模擬多種場(chǎng)景提升橋梁安全性

在傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)中還是依靠人為經(jīng)驗(yàn)或者已完工程項(xiàng)目的例子進(jìn)行設(shè)計(jì)，難以結(jié)合具體的工程項(xiàng)目特點(diǎn)，很難保證項(xiàng)目的安全性指標(biāo)。其中最根本的問題是技術(shù)的缺乏。利用BIM技術(shù)模擬性的優(yōu)勢(shì)，能通過在BIM軟件中導(dǎo)入當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)環(huán)境信息，加載當(dāng)?shù)馗鱾€(gè)時(shí)段可能影響工程安全性的因素，并且軟件能夠動(dòng)態(tài)地給出橋梁承載力、排水能力、耐久性等各項(xiàng)安全性指標(biāo)，技術(shù)人員可以根據(jù)指標(biāo)來分析設(shè)計(jì)的強(qiáng)度是否滿足實(shí)際技術(shù)規(guī)范和工程的要求，進(jìn)而采取合理的改進(jìn)方案來保證設(shè)計(jì)的安全性。

但是現(xiàn)階段，BIM技術(shù)還在不斷發(fā)展中，軟件在持續(xù)的更新，BIM體系在不斷的完善，在一些功能方面還有待提高，有些技術(shù)還停留在理論的層面，在實(shí)際工程實(shí)施中還存在一定的差距。還需要我們今后在工程建設(shè)當(dāng)中根據(jù)實(shí)際情況，去不斷地發(fā)展BIM，完善軟件功能。

2.3 利用BIM軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)——施工一體化

橋梁工程在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中往往出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案難以施工的問題，方案難以預(yù)見在工程當(dāng)中可能出現(xiàn)的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工等問題。BIM技術(shù)的引進(jìn)，能通過對(duì)工程進(jìn)行3D數(shù)據(jù)模型的繪制，借助BIM技術(shù)特有的可視性與模擬性的特點(diǎn)，切實(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的可操作性。在三維立體的設(shè)計(jì)的方式下，能夠清晰地看到項(xiàng)目的整體概況，不僅使橋梁施工的思路更加清晰，而且能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件模擬施工，最后結(jié)合現(xiàn)有的施工技術(shù)水平制定多種施工方案，保證后期施工的有序進(jìn)行。

2.4 BIM云計(jì)算實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是橋梁工程設(shè)計(jì)中最重要的指標(biāo)之一，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性往往影響著整個(gè)工程建設(shè)的全過程，利用BIM技術(shù)能夠?qū)蛄褐械母鱾€(gè)構(gòu)件進(jìn)行分析計(jì)算，得出各個(gè)構(gòu)件種類的數(shù)量信息，能夠很好地對(duì)成本進(jìn)行控制。此外，BIM軟件能夠?qū)?shù)據(jù)精確到小數(shù)點(diǎn)后四位，數(shù)據(jù)計(jì)算能力、設(shè)計(jì)效率、構(gòu)件的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性均有較大提升。

但是對(duì)于BIM軟件的應(yīng)用來看，當(dāng)前BIM行業(yè)人才較為短缺，大部分都為初學(xué)者，對(duì)軟件的功能還不能夠熟練掌握，在處理復(fù)雜的橋梁工程中難以發(fā)揮出BIM的優(yōu)勢(shì)。在今后的發(fā)展當(dāng)中企業(yè)還需要重視BIM人才的培養(yǎng)，保證軟件的利用率，以提高設(shè)計(jì)效率。

3? 結(jié)語

綜上所述，橋梁工程的建設(shè)是現(xiàn)代城市建設(shè)的重要部分，橋梁工程的設(shè)計(jì)對(duì)促進(jìn)城市區(qū)域發(fā)展、緩解城市交通擁堵有著重要的意義。運(yùn)用BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中，不僅可以提升橋梁設(shè)計(jì)的效率，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和合理性，還能降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)和資源成本的浪費(fèi)。但是，目前我國BIM技術(shù)還處在不斷的發(fā)展和探索的階段，還存在很多問題，因此我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過程中應(yīng)該從我們實(shí)際工程出發(fā)，不斷地去完善和改進(jìn)，進(jìn)而更好地應(yīng)用到實(shí)際的市政工程中去。

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