BIM 技術在橋梁設計中的應用

楊澤偉

（湖北建科國際工程有限公司， 湖北 武漢 430000）

0 引言

隨著人們對生活質(zhì)量要求的提升，城市建設的優(yōu)劣也包含在社會公眾生活質(zhì)量要求的范圍內(nèi)。雖然每個城市的居民都對自己的所屬城市提出了不同的生存需求，但是從宏觀的角度出發(fā)，社會公眾對城市公共設施建筑工程質(zhì)量標準的要求卻格外統(tǒng)一。橋梁建筑不僅為人們的日常出行提供了極大的便利，同時也為城市公共建設的美觀程度貢獻了一份力量。所以橋梁設計類建筑工程項目的數(shù)量日漸增多，與此同時，越來越多的質(zhì)量問題也暴露出來了。就目前的建筑市場而言，BIM 技術將會擁有非常好的發(fā)展前景。其最主要的用途是提升橋梁設計工程的質(zhì)量。從應用狀態(tài)的角度出發(fā)，BIM 技術的應用也代表著我國橋梁施工設計從手工勞動向計算機輔助設計形態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。

1 BIM 設計技術的特點

雖然BIM 設計技術在我國的應用只是剛剛起步，但是它在歐美發(fā)達國家橋梁設計行業(yè)的應用已經(jīng)趨于成熟。BIM 技術的中文名稱叫信息建筑模型，是以三維數(shù)字技術為工藝基礎，實現(xiàn)橋梁施工設計三維形態(tài)表達的數(shù)字化工藝。BIM 技術具有單一的工程數(shù)據(jù)源，所以它可以有效解決橋梁施工設計過程中的全局共享問題。BIM 技術所具有的特點是完備性，關聯(lián)性和一致性。模型信息的完備性主要是指在施工過程中對工程結(jié)構(gòu)3D 信息關系的構(gòu)建和邏輯關系的構(gòu)建，例如橋梁施工設計名稱，結(jié)構(gòu)類型，構(gòu)件名稱之間的工程內(nèi)部邏輯關系。模型信息的關聯(lián)性是指在構(gòu)建橋梁施工設計的信息模型時，信息模型中所包含的對象是可以相互識別并彼此關聯(lián)的。BIM 技術的優(yōu)勢就在于信息模型的統(tǒng)計和分析，整個過程由系統(tǒng)自動完成，分析和統(tǒng)計之后會生成相應的報表，為施工人員提供了極大的便利。模型信息的一致性在于系統(tǒng)會自動導入相同的信息和數(shù)據(jù)。例如，在整個橋梁施工設計單位中會有很多相同的構(gòu)件和信息，在應用BIM 技術的基礎上，這些重復的信息無需人為的二次輸入，系統(tǒng)會自動將這些數(shù)據(jù)演化為3D 信息模型中的一部分。BIM 技術的優(yōu)點還體現(xiàn)在當3D 信息模型的信息改變之后，系統(tǒng)會自動修改二維工程圖紙，使其與3D 信息模型的信息相符。施工人員還可以通過在3D 信息模型中建立標示的方式來標注修改的部分，在二維工程圖紙中也會產(chǎn)生相應的標示，避免了由于信息更改但施工人員不知而造成的施工錯誤。

2 BIM 技術在橋梁施工設計中的應用意義

首先，BIM 技術的誕生對于橋梁施工設計工程領域而言就意味著從傳統(tǒng)的手工設計向信息模型設計的轉(zhuǎn)變，它標志了計算機信息技術的發(fā)展，也代表著橋梁施工設計正式擺脫了傳統(tǒng)的二維設計工藝，并且逐步向3D 信息模型工藝轉(zhuǎn)變。在正式的應用過程中，施工人員通過對BIM 軟件系統(tǒng)進行操作，從而建立3D 信息模型，再根據(jù)3D 建模來形成二維的信息工程圖紙。在正式的施工環(huán)節(jié)中，施工人員根據(jù)二維工程圖紙來進行操作。設計人員在利用BIM 軟件系統(tǒng)設計三維信息模型的時候，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)與建模的同步。設計人員在輸入數(shù)據(jù)的同時，可以同步觀看到3D 信息模型的構(gòu)建，尤其是在對數(shù)據(jù)進行修改的時候，可以直觀的看到三維模型的變化，由此來判斷數(shù)據(jù)修改的準確性。通過BIM 軟件系統(tǒng)建立的3D 信息模型，與傳統(tǒng)的計算機CAD 技術建立的三維模型有著很大的區(qū)別。前者的技術優(yōu)越性在于信息模型可以直觀的體現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)、模型生成方法和構(gòu)件邏輯關系。這些信息的顯示在CAD 三維模型中是不能實現(xiàn)的。BIM 技術的優(yōu)越性還體現(xiàn)在整個使用過程中的簡便性，設計人員可以使用密碼登錄的方式在不同的客戶端登錄同一賬號的BIM 軟件系統(tǒng)，解決了設計人員的異地問題。處于不同客戶端的設計人員可以實現(xiàn)三維信息模型的共享，通過對三維信息模型的分項設計來構(gòu)建同一個橋梁設計信息模型。還可以同步看到同一賬號其他客戶端的設計進度、設計方案、修改方案等信息。通過實時交流實時查看的方式來避免三維信息模型設計過程中的沖突和可能產(chǎn)生的問題。尤其是在設計人員之間意見相左的時候，可以通過分別輸入?yún)?shù)的方式對比不同數(shù)據(jù)的三維信息模型的優(yōu)劣程度。這樣就避免了設計人員在設計技術方面的矛盾，通過三維模型直觀地說服對方。

3 BIM 技術在橋梁設計中的展望

眾所周知，BIM 技術在我國橋梁設計領域的應用才剛剛起步。雖然處于萌芽階段，但是卻掩蓋不了BIM 技術在橋梁施工設計中的應用優(yōu)勢?？陀^的說，BIM技術目前為止無法完全替代CAD 技術在橋梁施工設計中的應用。因為BIM 技術對于國內(nèi)橋梁施工設計領域而言，還是一個全新的設計理念，雖然它在國外的發(fā)展已經(jīng)很成熟了，但是設計工藝的應用不能一概而論。當然，BIM 技術在國內(nèi)橋梁施工設計中的應用也要結(jié)合實際情況探索前進。例如，國外在應用BIM 技術時所使用的配套軟件并不適用于國內(nèi)的設計方式。如果強行應用國外主流的設計軟件，其效果和效率甚至不及國內(nèi)傳統(tǒng)的二維設計工藝。由此可見，技術的發(fā)展是導致BIM 技術在我國橋梁施工設計領域無法得到廣泛應用的一方面原因。除了技術的影響之外，國內(nèi)再演進BIM 技術之后要消耗大量的時間和精力，學習如何使用BIM技術建模。我國目前正面臨著越來越多的橋梁施工設計項目，所以留給設計團隊的學習時間并不充裕。設計人員在學習和應用一項新的設計技術時要有一段磨合期，但現(xiàn)實情況并沒有這么樂觀，團隊并不會給予設計人員一段很長的時間去學習和引進一下未成熟的設計技術。BIM 技術的優(yōu)勢是對于橋梁施工設計模型邏輯關系的體現(xiàn)，而這也是BIM 技術的應用過程中最復雜的一項工藝。設計人員在初步接觸BIM 技術的時候，甚至無法完全理清3d 建筑模型的邏輯關系。當這項技術的優(yōu)勢變成阻礙設計人員停滯不前的劣勢時，BIM 技術的行業(yè)競爭力變得很弱。這是我國橋梁施工設計領域與BIM 技術結(jié)合在現(xiàn)階段所遇到的主要問題。但由于BIM 技術的工藝優(yōu)勢，這項技術在國內(nèi)的大量應用只是時間問題。當技術人員成功渡過與BIM 技術的磨合期之后，它的優(yōu)勢將會完全體現(xiàn)，尤其是在我國橋梁施工設計工程數(shù)量急劇增加的當下，BIM 技術的應用更是刻不容緩，可解燃眉之急。