橋梁工程設(shè)計(jì)BIM 技術(shù)應(yīng)用的研究

劉配寧 鄧森文 王振奎 段 磊

（西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安710123）

BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)之中，通過(guò)BIM技術(shù)的引用，利于提高設(shè)計(jì)效率，能夠保證設(shè)計(jì)效率。因此，作為設(shè)計(jì)人員，在應(yīng)用BIM 技術(shù)過(guò)程，要結(jié)合具體工程實(shí)際，科學(xué)的應(yīng)用BIM技術(shù)，從而才利于不斷提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)以三維技術(shù)為手段來(lái)構(gòu)建較為直觀的道路模型，通過(guò)該技術(shù)形式展現(xiàn)出的道路橋梁及各部分的動(dòng)態(tài)效果，能夠更為清晰地呈現(xiàn)項(xiàng)目的真實(shí)狀況，從而為提升設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性與精細(xì)度提供前提，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁更為優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)。在橋梁實(shí)施過(guò)程中引用行業(yè)較為前沿的技術(shù)類(lèi)型，能夠有效推進(jìn)橋梁建筑行業(yè)向更高的數(shù)字化水平邁進(jìn)。施工人員能夠借助BIM技術(shù)實(shí)時(shí)掌握橋梁的設(shè)計(jì)理念、具體模式及成本投入等信息，隨時(shí)跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)展。施工人員能夠通過(guò)對(duì)上述信息的分析，適當(dāng)完善設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及具體的管理舉措，從而推動(dòng)項(xiàng)目能夠按照規(guī)劃順利實(shí)施。此外BIM技術(shù)在橋梁建設(shè)行業(yè)中的應(yīng)用，不僅明顯突破了傳統(tǒng)手段的局限性，同時(shí)還能夠進(jìn)一步優(yōu)化業(yè)務(wù)處理及流程設(shè)置，該技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)理念更為直觀、細(xì)致地展現(xiàn)給施工人員，在團(tuán)隊(duì)的協(xié)作下完成橋梁設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建，為實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)做好扎實(shí)的基礎(chǔ)鋪墊。

2 BIM 技術(shù)特點(diǎn)

2.1 關(guān)聯(lián)性

BIM技術(shù)是借助模擬的形式，將建筑的不同階段及涉及到的相關(guān)環(huán)節(jié)信息進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，即在實(shí)施橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，該類(lèi)技術(shù)能夠有效減少同一信息的錄入的重復(fù)率，在減少工作量的同時(shí)，也能夠避免由于信息重復(fù)而產(chǎn)生的內(nèi)容分歧。如果相關(guān)的某項(xiàng)信息進(jìn)行變動(dòng)，則其他信息也會(huì)自動(dòng)隨之更新，這樣便會(huì)形成新的數(shù)據(jù)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)的自動(dòng)化更新效果。

2.2 模擬性

BIM技術(shù)通過(guò)采用模擬的形式，為施工人員提供可視化的施工場(chǎng)景。在具體施工時(shí)，技術(shù)人員能夠基于三維模型增加相關(guān)的條件，從而將模型升級(jí)為4D 模式，這樣更有利于促進(jìn)施工方案的確定，同時(shí)再將4D 升級(jí)為5D，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制。

2.3 可視化

該技術(shù)突破了傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)樣圖的效果，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將設(shè)計(jì)線條按照設(shè)計(jì)理念進(jìn)行拼接，從而構(gòu)成三維形式的設(shè)計(jì)樣圖，將原本單一的圖紙效果變得更為生動(dòng)和真實(shí)。BIM技術(shù)能夠全面滲透于設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)等多個(gè)環(huán)節(jié)，為不同階段工作人員的交流建立順暢的途徑，從而在創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值方面也顯出具有優(yōu)勢(shì)的作用。

3 橋梁工程設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 組建橋梁工程模型

若想獲得更為優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，提升橋梁施工的總體效果，首先便需借助BIM技術(shù)來(lái)組建更為完善的模型。當(dāng)前我國(guó)橋梁建設(shè)項(xiàng)目的施工量較大，且覆蓋面較廣，因此設(shè)計(jì)人員在實(shí)施橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，需設(shè)計(jì)出精準(zhǔn)度較高的局部與整體兩組模型。值得注意的是，在設(shè)計(jì)局部模型時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)基于以往的建模成果來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算模型時(shí)間。而實(shí)施整體模型的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意充分把握橋梁的信息，從而進(jìn)一步豐富圖形數(shù)據(jù)。此外，橋梁項(xiàng)目的計(jì)算工作獨(dú)特性較高，因此設(shè)計(jì)人員在實(shí)施橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，需盡量構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的橋梁，并處理好不同橋梁之間的內(nèi)在聯(lián)系。也可借助模型來(lái)對(duì)施工情況進(jìn)行模擬，即使用上述的可視化技術(shù)來(lái)實(shí)施控制施工的進(jìn)展情況，同時(shí)將具體的進(jìn)度規(guī)劃明確列出，盡量緊密連接計(jì)劃與BIM 模型，此后運(yùn)用科學(xué)的方式將計(jì)劃中的二維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的模型形式，這樣便提升施工動(dòng)態(tài)模型的感官效果，設(shè)計(jì)人員也能夠以此準(zhǔn)確掌握施工的進(jìn)展情況。最后要科學(xué)處理BIM模型中產(chǎn)生的文件信息，并將其妥善保存至iPad。設(shè)計(jì)人員應(yīng)與施工人員共同通過(guò)iPad 對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，全面統(tǒng)籌協(xié)調(diào)資源，嚴(yán)格控制工程細(xì)節(jié)的實(shí)施，從而保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)要求。

3.2 擬定橋梁工程施工方案

使用BIM技術(shù)參與施工方案的設(shè)置，首先需先全面掌握橋梁信息，同時(shí)做好原料配置及運(yùn)輸、路橋的結(jié)構(gòu)、跨度、支座等部分的設(shè)計(jì)工作。其次需深入挖掘BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成較為全面的施工計(jì)劃和說(shuō)明，明確核心的施工技術(shù)種類(lèi)。需注意的是，對(duì)于不同種類(lèi)的支座，使用的施工方式也不同。因此設(shè)計(jì)人員對(duì)于支座部分的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮到施工技術(shù)實(shí)施的便利性，從而形成更具適用性的設(shè)計(jì)內(nèi)容。第三使用BIM 技術(shù)參與橋面鋪裝、防水及排水施工、伸縮縫、安全帶等部分的施工方案設(shè)計(jì)，能夠大幅提升橋梁的藝術(shù)性，同時(shí)提升橋梁的質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用周期。另外設(shè)計(jì)人員還需充分考慮設(shè)計(jì)方案內(nèi)容的科學(xué)性，確保設(shè)計(jì)內(nèi)容不會(huì)存在內(nèi)在沖突，設(shè)計(jì)人員可使用BIM技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確度較高的核算，對(duì)圖紙進(jìn)行反復(fù)校驗(yàn)，自動(dòng)形成橋梁項(xiàng)目的施工原料清單。此后將該清單與二維圖紙進(jìn)行對(duì)照，便可直觀發(fā)現(xiàn)工程量計(jì)算方面的問(wèn)題。第四可使用BIM技術(shù)來(lái)對(duì)沖突進(jìn)行細(xì)致的排查，努力提升橋梁設(shè)計(jì)成果的直觀性。還可使用Autodesk Revit 手段來(lái)進(jìn)一步完善優(yōu)化工作集等，提升各模型與模塊之間的關(guān)聯(lián)性。

3.3 工程量的自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)成圖和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)投入使用后，能夠?qū)崿F(xiàn)將項(xiàng)目涉及的所有數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一存儲(chǔ)于專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，且技術(shù)人員可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢索和查閱，從而提升工程量分析的精準(zhǔn)度，降低人為誤差造成的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施方面的失誤。使用BIM技術(shù)獲取與工程量有關(guān)的數(shù)據(jù)，還能為工作人員進(jìn)行項(xiàng)目成本預(yù)算提供極大的便利，進(jìn)而確定更為適宜的方案種類(lèi)，同時(shí)上述數(shù)據(jù)信息還能在工程完成后的統(tǒng)計(jì)部分發(fā)揮作用。圖紙管理設(shè)備能夠有效將圖紙進(jìn)行分類(lèi)整理，具體可按照功能的差異進(jìn)行類(lèi)別劃分，這樣便會(huì)給繪圖人員提供極大的便利，從而提升管理效果。實(shí)施上述措施，能夠大幅減少繪圖占用的時(shí)間，且繪圖成果也體現(xiàn)出更高的精準(zhǔn)性。可以細(xì)節(jié)為基礎(chǔ)設(shè)置尺寸的初始值，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)價(jià)值節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置，同時(shí)運(yùn)用BIM 模型監(jiān)管節(jié)點(diǎn)的拼接，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量與效果的提高。此外不同的構(gòu)件內(nèi)部還存在較為復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性，因此還可通過(guò)自動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，在完成現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，便可使用BIM軟件來(lái)提升節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確度，從而使施工效果最大限度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.4 設(shè)計(jì)合理性及沖突檢查

BIM技術(shù)還能對(duì)圖紙進(jìn)行前期的校驗(yàn)與審核，從而進(jìn)一步明確工程實(shí)施的重點(diǎn)，提升工程量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。建立的立體模型能夠直觀展現(xiàn)出圖紙中的問(wèn)題和偏差，方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行改善，從而切實(shí)提升施工的質(zhì)量和效果。此外該類(lèi)技術(shù)還可在清單的設(shè)置與對(duì)比環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，明確列明需采購(gòu)的物品，同時(shí)還能夠細(xì)致排查對(duì)于工程量的統(tǒng)計(jì)是否有偏差。突擊檢查也是該技術(shù)中較為基本的職能，該方面職能明顯突破了傳統(tǒng)的模式，優(yōu)化了傳統(tǒng)方式中存在的溝通不及時(shí)、整體協(xié)調(diào)性不佳等問(wèn)題，進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的效率，同時(shí)降低資金成本。此外BIM技術(shù)還能對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行集合管理，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了改善，從而梳理了工程的實(shí)施流程，提升其秩序性。

總之，隨著新時(shí)期發(fā)展，在有效的開(kāi)展橋梁工程設(shè)計(jì)研究過(guò)程中要提高BIM 技術(shù)的應(yīng)用水平，通過(guò)結(jié)合以上分析，研究了BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)策。希望結(jié)合進(jìn)一步闡述，能夠不斷提高橋梁工程建設(shè)水平。