BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計中的應(yīng)用

王波

（河北省交通規(guī)劃設(shè)計院，河北 石家莊 050011）

鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計中采用BIM 技術(shù)，應(yīng)著重關(guān)注三維建模處理，針對性地開展模型的輸出工作，并且強化建模技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用和管理，確保鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計的效率和質(zhì)量，發(fā)揮BIM 建模技術(shù)在整體設(shè)計中的價值。

一、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計應(yīng)用中的意義

近年來，BIM技術(shù)在我國橋梁工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它能夠改善相關(guān)的工作形式，尤其是設(shè)計工作，該技術(shù)可提升設(shè)計水平和效果，具有良好的應(yīng)用意義。首先，在設(shè)計期間采用BIM技術(shù)，不再局限于之前的二維設(shè)計模式，而是利用三維形式、模擬形式等減少日常的工作量，確保各項工作有效開展。其次，開展相關(guān)的設(shè)計工作，不僅可以通過BIM技術(shù)控制梁零部件、板零部件的質(zhì)量，還能結(jié)合橋梁整體結(jié)構(gòu)性能要求組合處理與整合處理不同零部件，通過相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計、模擬化設(shè)計等提升橋梁設(shè)計的質(zhì)量和效果。再次，使用BIM技術(shù)還能確保有關(guān)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息的良好管理，在全過程性、全壽命周期性設(shè)計的同時，拉升工作效能，最高程度上預(yù)防設(shè)計誤差等，維護結(jié)構(gòu)質(zhì)量，使得鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工和建設(shè)工作能夠穩(wěn)定、良好地推進。另外，應(yīng)用BIM技術(shù)，還可以通過建模技術(shù)、三維模擬技術(shù)、仿真技術(shù)等，對現(xiàn)場情況進行模擬和分析，對比研究所輸出的設(shè)計圖紙是否和現(xiàn)場施工情況存在矛盾。通過數(shù)據(jù)研究、對比分析等方式不斷地提升施工質(zhì)量，發(fā)揮BIM技術(shù)應(yīng)用的作用與價值。

二、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計應(yīng)用中的建議

鋼結(jié)構(gòu)橋梁具體設(shè)計中采用BIM技術(shù)，應(yīng)重視有關(guān)三維模型的良好建設(shè)和處理，通過先進的建模技術(shù)與方式，保證設(shè)計的效率和質(zhì)量。

（一）三維模型的建立和計算分析

首先，應(yīng)按照鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體狀況，提取關(guān)鍵的部位信息，形成構(gòu)件對象的內(nèi)容。傳統(tǒng)設(shè)計工作中雖然可以通過大樣圖和細節(jié)圖處理，但是缺乏良好的擴展性，而應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計創(chuàng)建三維模型，便于按照現(xiàn)場工程特點與施工情況等及時優(yōu)化調(diào)整設(shè)計方案。例如：設(shè)計期間可以應(yīng)用BIM技術(shù)中的軟件系統(tǒng)輸入鋼結(jié)構(gòu)橋梁的各種數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建三維模型，便于后續(xù)的改造和擴展。也可以通過軟件系統(tǒng)設(shè)計不同的模塊，在三維模型的幫助下增強設(shè)計與施工的有效性。其次，在對整體模型進行良好計算的同時，開展細節(jié)部分的分析，借助BIM技術(shù)簡化設(shè)計流程與模式，減少建模時間周期，保證建立模型的效率和效果。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)件復(fù)雜、繁瑣，在使用期間容易出現(xiàn)不能合理交互的問題，導(dǎo)致在模型計算時發(fā)生反復(fù)計算的現(xiàn)象，設(shè)計效率降低。在此狀況下，使用BIM技術(shù)中的三維軟件，將所有的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在相同的模型框架之內(nèi)，在多個專業(yè)相互協(xié)同設(shè)計的同時，綜合性、系統(tǒng)化地開展橋梁數(shù)據(jù)信息計算工作，尤其可以借助先進的軟件系統(tǒng)創(chuàng)建計算模塊，準確計算和分析，提升設(shè)計工作的有效性。

（二）做好輸出圖紙與虛擬拼接

在沒有使用BIM技術(shù)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)橋梁前，一般會通過CAD二維軟件設(shè)計圖紙，此類圖紙輸出形式，不能為多人協(xié)作提供支持，并且設(shè)計人員在繪制圖紙期間，也不能兼顧所有的專業(yè)與工程結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生設(shè)計失誤，將會影響到工程的建設(shè)質(zhì)量和進度。這種狀況下，就應(yīng)該運用BIM技術(shù)開展設(shè)計工作，借助模型充分反映鋼結(jié)構(gòu)橋梁的幾何特征，通過三維模型直接將所有的設(shè)計圖紙輸出，便于之后開展橋梁施工建設(shè)等，并且需要和鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)廠家對接，確保施工符合標準要求，從根源上預(yù)防誤差問題和其他隱患。其次，可通過BIM技術(shù)進行虛擬化的鋼結(jié)構(gòu)拼接處理，預(yù)先創(chuàng)建相應(yīng)的現(xiàn)場模塊，并且實時采集現(xiàn)場區(qū)域的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息、參數(shù)信息等，優(yōu)化調(diào)整有關(guān)的設(shè)計模型，保證三維模型中的內(nèi)容和數(shù)據(jù)信息與實際情況相符，便于針對性地拼裝指導(dǎo)和施工。

近年來，在我國數(shù)字化技術(shù)快速進步、軟件技術(shù)良好發(fā)展的過程中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計已經(jīng)開始廣泛運用BIM技術(shù)，并取得了很好的成績，在未來發(fā)展的進程中也應(yīng)該積極運用BIM技術(shù)來提升設(shè)計效果，在規(guī)避和預(yù)防問題的同時，保證工程建設(shè)的質(zhì)量和速度。

（三）創(chuàng)建工程信息數(shù)字化集成結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程領(lǐng)域中，應(yīng)采用BIM技術(shù)創(chuàng)建工程信息數(shù)字化集成結(jié)構(gòu)，在良好集成各種數(shù)字化技術(shù)的同時，增強工程項目施工效果與管理水平。

1.重點使用技術(shù)進行碰撞檢查

目前我國在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程方面，形式逐漸增多，結(jié)構(gòu)也向著復(fù)雜化、多元化的方向發(fā)展，利用二維設(shè)計圖紙難以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計與施工上的沖突矛盾點，不能準確地開展碰撞檢查。該狀況下建設(shè)企業(yè)就應(yīng)合理運用BIM技術(shù)進行碰撞檢查，借助系統(tǒng)中的監(jiān)測功能，及時準確地通過3D模型了解碰撞點，輸出結(jié)果后針對性地優(yōu)化設(shè)計，預(yù)防出現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)的碰撞問題。同時，使用BIM技術(shù)創(chuàng)建現(xiàn)場模型，運用軟件和系統(tǒng)及時了解工程項目的設(shè)計和施工沖突問題，及時調(diào)整工作，確保不會發(fā)生碰撞等問題。即在科學(xué)、嚴格地執(zhí)行各項管理任務(wù)的同時，發(fā)揮BIM技術(shù)設(shè)計和施工矛盾檢測的價值。

2.智能化設(shè)計零部件、構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)

在使用BIM技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)創(chuàng)建零部件模型、構(gòu)件模型與整體結(jié)構(gòu)模型，在各類模型的幫助下按照現(xiàn)場區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點、施工部件特點等，針對性地編制不同結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。在科學(xué)化執(zhí)行設(shè)計、管理工作的同時，不斷地優(yōu)化處理鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程設(shè)計方案內(nèi)容與規(guī)劃內(nèi)容，完善設(shè)計方案的同時確保整體設(shè)計工作的效果。

三、結(jié)語

我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的構(gòu)件較為繁瑣復(fù)雜，涉及到的項目也很多，傳統(tǒng)的二維設(shè)計無法針對性、綜合性地設(shè)計和管控工程項目，而使用BIM技術(shù)可以增強項目設(shè)計效果，因此在實際工作中必須要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)橋梁的工程特點和實際情況，針對性地運用BIM技術(shù)，在建立三維模型的同時，合理地預(yù)防設(shè)計與施工之間的矛盾。