公路橋梁項目設計階段BIM 技術實踐分析

韋儒

中交第一公路勘察設計研究院有限公司 陜西西安 710075

在進行物資的運輸過程中，很多時候不可避免的就是需要利用公路橋梁進行運輸，而由于環(huán)境的復雜性，在進行公路橋梁設計的過程中需要采用多種橋型。一般裝配式的橋梁主要是應用于簡單橋梁上的布設，而如斜拉橋、大跨徑剛構橋以及懸索橋等構建方式主要是用于跨度較大的深谷、河流上，小半徑曲線箱梁一般用于互通式的交叉點位置，在一定程度上提高了結構和行車的安全性[1]。由于公路設計及施工過程中所采用的橋梁類型多種多樣，因此，采用BIM 技術正好可以將這些復雜的問題簡單化、精細化，特別是對鋼結構橋梁的設計制造以及方案的選取上有著極為重要的指導作用。

1 BIM 技術在公路橋梁設計中的應用

1.1 基于BIM 技術搭建協(xié)同設計平臺

隨著科學技術水平的不斷增長，BIM 模型的建立使得許多的工程變的更加簡單快捷，BIM 技術主要是以激光掃描、無人機傾斜攝影以及航測遙感等較為先進的測量技術為基礎進行環(huán)境模型的建設，并通過協(xié)同平臺進行設計。利用BIM 技術中自主研發(fā)的軟件設計功能，使專業(yè)設計人員工作更加簡單化，可以根據(jù)實際的數(shù)字化勘察設計來實現(xiàn)成果展示，從而得出所需要的數(shù)據(jù)，進一步生成橋梁設計的BIM 模型，最后就是通過協(xié)同平臺進行環(huán)境模型與BIM 模型的融合與組裝，得到最實際的建設模型。公路橋梁的設計人員可以以整體模型為建設標準，同時將其融入自身的設計特點，對公路橋梁的設計方案進行檢驗，同時在這個過程中還需要去完成模型的協(xié)同處理工作以及各種專業(yè)設計的推送、銜接工作等。為了有效的避免由于數(shù)據(jù)誤差而造成的設計失誤，需要利用協(xié)同平臺的分析能力，確保各個參數(shù)與實際的測量數(shù)據(jù)保持一致[2]。在上述的過程中，相關的專業(yè)設計人員還需要通過利用BIM 協(xié)同平臺進行數(shù)據(jù)確認工作，然后再將實際的數(shù)據(jù)庫進行轉換傳遞，保障最終設計信息的準確性。

1.2 BIM 技術在公路橋梁方案必選中的應用

在橋梁的設計過程中，常規(guī)橋梁的方案設計往往占據(jù)著較大的工作量，因為裝配式的橋梁結構在橋梁工程占據(jù)了較大的比例。通過利用傳統(tǒng)的橋梁設計方案經驗在短時間內可以制定出橋梁的設計方案，但是不可避免的會存在一定的弊端，造成橋梁設計出現(xiàn)一些問題，例如設計圖紙不能清晰的表達意義、橋梁構造物與所跨越物體的位置關系存在一定的問題等。

在利用BIM 技術進行公路設計的過程中，可以實現(xiàn)路線軟件的自主設計與橋梁中心樁號、跨徑的批量設置，實現(xiàn)一鍵生成路線以及常規(guī)的橋梁設計模型方案，降低了工作量，避免了認為失誤產生的設計問題。通過利用地形模型可以建立出激光點、航片以及衛(wèi)星圖像等數(shù)據(jù)，將BIM 技術與地形模型技術做到充分融合，實現(xiàn)對橋梁方案的有效評估，降低了安全事故發(fā)生概率。這樣就可以生成極為清晰的孔徑布置以及上下橋梁結構選型等，進而判斷是否滿足設計標準。

1.3 BIM 技術在鋼橋細節(jié)設計的應用

裝配式橋梁設計可以廣泛的應用于各個主線的橋梁設計中，但是對于一些交通通行量較大的區(qū)域，是不可以采用這種方法的，例如一些深谷、跨度較大的跨線橋以及大河等特殊地形。在遇到這種情況時，往往斜拉橋、懸索橋以及大跨徑剛構橋更適合以上這些地形。然而這些的橋梁設計結構極為復雜，各個構件之間的銜接與安裝決定了橋梁的穩(wěn)定性，如果通過傳統(tǒng)的二維圖模型進行各個構建的位置的安排，則會圖紙繁多，晦澀難懂，對橋梁的設計和施工造成了一定的困擾。

鋼桁架主梁節(jié)點錨栓與索鞍是一些跨徑較大的橋梁所使用的重要部件，由于這兩種部件的空間構造極為復雜，采用常規(guī)的二維圖不能完全將這些結構充分顯現(xiàn)，造成了后期施工困難。而通過BIM技術對各橋梁構件進行模型展示，并可逐一裝配搭建起橋梁模型，使得這類特殊結構橋梁變得精細化、簡單化，對該類橋梁的設計及施工具有重要的指導意義。

2 BIM 技術在公路橋梁設計的應用難點

2.1 軟件技術存在一定的漏洞

現(xiàn)如今，我國在進行公路橋梁設計的過程中所采用的BIM 技術軟件往往都是依靠一些國外的軟件，雖然這些軟件的開放性極大，但是對于我國的設計而言，往往缺乏一定的合理性，造成了設計過程中不能完全依照中國設計規(guī)范進行設計。同時我國的相關技術人員在進行橋梁公路設計過程中往往需要融入一些自身的特點，因此需要將BIM 技術的相關軟件進行本土化開發(fā)[3]。

2.2 對于硬件的配置需求較高

在進行公路橋梁設計的過程中僅對自身信息進行建模是不足的，同時還需要對周邊地質、水文、建筑、管線等進行配套補充，這樣才可以更好的建立科學合理的設計方案[4]。但是由于這些信息在建立模型過程中需要包含內容較多，因此需要一個硬件配置較高的系統(tǒng)才可以滿足相關信息的處理。

2.3 對于BIM 專業(yè)技術人員要求較高

設計、施工和運營管理等全生命周期的建設活動都需要BIM技術的參與，BIM 應用傳遞模型信息[5]。因此，相關從業(yè)人員要掌握各工程建設活動的有關知識，還要會熟練應用BIM 相關軟件，甚至必須能根據(jù)我國規(guī)范進行相關功能的二次開發(fā)，這樣才可以有效的避免由于設計規(guī)范問題所造成的數(shù)據(jù)偏差。

3 結語

觀察近年來的公路橋梁設計工程，可以發(fā)現(xiàn)設計過程的各個角度、各個階段都有BIM 技術的實踐應用。在BIM 技術的起步階段，難免會遇到艱難的探索和改進，但正是相關人員的逐步攻關才使BIM 技術向著成熟的方向邁進。目前已取得的成果顯示，BIM 技術的發(fā)展勢頭越來越好，對設計階段工程難點的攻破起了重要作用?，F(xiàn)階段，BIM 技術的三維表達方式已具有超前的優(yōu)越性。