梁式橋BIM參數(shù)化正向設(shè)計(jì)分析

崔倩倩

山東同正勘察設(shè)計(jì)有限公司 山東東營 257091

1 基于BIM 的梁式橋設(shè)計(jì)階段應(yīng)用分析

1.1 設(shè)計(jì)階段BIM 應(yīng)用的意義

梁式體系橋就是在豎向荷載的作用下進(jìn)行無水平支反力，在橋梁當(dāng)中主要把梁當(dāng)作核心承重結(jié)構(gòu)，構(gòu)造一般比較簡單便捷，應(yīng)用也比較廣泛，在橋梁建筑當(dāng)中占據(jù)著比較大的比例。

在設(shè)計(jì)梁式橋梁時(shí)，無論是橋梁結(jié)構(gòu)還是橋梁規(guī)模，都發(fā)生了巨大的變化，以往的設(shè)計(jì)規(guī)劃理念和方法早已無法滿足現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的需求，在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中引入BIM技術(shù)，能夠使設(shè)計(jì)方案得到進(jìn)一步的優(yōu)化?；谡麄€(gè)橋梁建設(shè)工程，全生命周期的近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為了主流，從宏觀的角度上看全部生命周期，第一階段就是設(shè)計(jì)，同時(shí)也是方案的決策階段，能夠直接影響到后期的建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)建筑信息化，在設(shè)計(jì)過程中，項(xiàng)目還需要完成信息收集、整合以及傳遞的工作。在建設(shè)階段和之后的運(yùn)維時(shí)期，設(shè)計(jì)信息一定要具有可用性，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)的成果、信息提取以及儲(chǔ)存都需要足夠完善。

1.2 現(xiàn)階段應(yīng)用模式分析

（1）二維設(shè)計(jì)應(yīng)用模式。就現(xiàn)階段的研究情況來看，大部分應(yīng)用模式都是在初期按照設(shè)計(jì)院交付的二維圖紙，將三維模型搭建出來，在這個(gè)基礎(chǔ)上完成可視化碰撞檢查和信息化工程量核算等應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，

二維設(shè)計(jì)應(yīng)用模式主要是把BIM當(dāng)作輔助，對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工具進(jìn)行完善。一般需要由BIM工作者進(jìn)行操作，然后同設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通，從而對設(shè)計(jì)方案加以優(yōu)化，幫助二維圖紙進(jìn)行修改和交付。目前，二維設(shè)計(jì)應(yīng)用模式受到我國設(shè)計(jì)工作者的廣泛應(yīng)用，通過圖紙來將三維實(shí)體模型構(gòu)建出來能夠更加直觀的將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念展現(xiàn)出來，也能夠更加直觀地將設(shè)計(jì)效果傳遞給項(xiàng)目決策者。通過BIM的可視化以及協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢，設(shè)計(jì)方案當(dāng)中存在的問題能夠更加快速地被找到并加以處理，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率[1]。

（2）正向應(yīng)用模式。正向設(shè)計(jì)模式主要是把BIM當(dāng)作核心理念，然后從設(shè)計(jì)人員的視角，通過BIM軟件，在還沒有對圖紙進(jìn)行交付時(shí)，按照原本的設(shè)計(jì)理念結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)三維模型，然后依靠模型直接聯(lián)動(dòng)將施工圖生成出來，完成交付工作。

在建筑行業(yè)當(dāng)中，正向設(shè)計(jì)應(yīng)用模式已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，通過軟件開發(fā)就能夠?qū)崿F(xiàn)對BIM正向設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。但是在路橋工程當(dāng)中，BIM設(shè)計(jì)的專業(yè)程度更高、專業(yè)接口更復(fù)雜、與地形和地質(zhì)之間的關(guān)系更密切。而且因?yàn)锽IM資源沒有得到很好的利用，所以正向設(shè)計(jì)還處于研究時(shí)期。在現(xiàn)階段常用的應(yīng)用模式分析當(dāng)中，正向設(shè)計(jì)模式更加重視設(shè)計(jì)本質(zhì)，并且能夠確保信息在傳遞過程中的通暢性與完整性。在正向設(shè)計(jì)模式當(dāng)中，BIM不僅是設(shè)計(jì)時(shí)候需要用到的工具，而且貫穿橋梁建設(shè)的整個(gè)生命周期。

2 正向設(shè)計(jì)模式特點(diǎn)和優(yōu)勢

BIM正向設(shè)計(jì)思路的本質(zhì)是改變設(shè)計(jì)方式，在設(shè)計(jì)過程中以三維軟件為主，不僅設(shè)計(jì)方式的優(yōu)勢更加明顯，而且提高了效率。從設(shè)計(jì)師的角度上看，設(shè)計(jì)師通過正向設(shè)計(jì)能夠更好地將自己的設(shè)計(jì)理念表達(dá)出來，并且實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的便捷化。同時(shí)還大大節(jié)約了設(shè)計(jì)師修改圖紙的時(shí)間以及精力，使得設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)潛能可以得到充分激發(fā)[2]。

3 參數(shù)化輔助BIM 正向設(shè)計(jì)

3.1 參數(shù)化概念

（1）參數(shù)化的實(shí)質(zhì)。如果說建筑信息化是目標(biāo)，那么BIM技術(shù)就是手段，而具體進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的方法則是參數(shù)化設(shè)計(jì)。調(diào)配并整理參數(shù)信息，使得設(shè)計(jì)成果能夠輸出出來的同時(shí)，完成對信息的集中收集和管理，使得建筑信息化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

（2）參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比起來，參數(shù)化在計(jì)算機(jī)程序方面的應(yīng)用更為普遍，使得自動(dòng)化程度得到了根本上的提高，并且運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序能夠進(jìn)行重復(fù)工作，使得生產(chǎn)力得到了建房，同時(shí)也大大提高了設(shè)計(jì)效率。參數(shù)化設(shè)計(jì)滿足了BIM技術(shù)的可視化與協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢，是在BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用模式的基礎(chǔ)上形成的最佳實(shí)現(xiàn)方式。不僅如此，參數(shù)化設(shè)計(jì)的理念能夠很好地同現(xiàn)代設(shè)計(jì)新思想融合起來，在未來能夠得到更好地發(fā)展。

3.2 確定參數(shù)化軟件

BIM技術(shù)是概念化技術(shù)的一個(gè)統(tǒng)稱，不是僅僅依靠一個(gè)軟件就可以處理所有問題的。參數(shù)化設(shè)計(jì)工具有很多，BIM軟件不同，其所側(cè)重的功能也會(huì)存在差異。在全世界各國，很多軟件公司都依靠自己的平臺(tái)研發(fā)了參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，常見的有：第一，CATIA，能夠?qū)崿F(xiàn)大體量工程橋梁設(shè)計(jì)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，優(yōu)勢比較明顯。第二，MicroStation，主要應(yīng)用在道路和橋梁等專業(yè)領(lǐng)域，基本上能夠滿足路橋市政項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求。第三，Autodesk系列軟件，在我國也有著比較高的使用率，特別是其中的Revit界面比較友好，操作起來也比較簡單，有著較強(qiáng)的專業(yè)針對性，內(nèi)置模板的差異性基本上能夠滿足各個(gè)專業(yè)用戶的需求，Civil3D是其同系列軟件，其本質(zhì)是CAD的三維版，主要用于道路、路線的設(shè)計(jì)，還有地形的三維管理。第四，Tekla，是三維設(shè)計(jì)軟件，更加重視細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確性，能夠使設(shè)計(jì)效率大幅度提高，不過在我國市場上的使用率不是很高[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，在建筑信息化大背景的驅(qū)動(dòng)下，在土木工程建造過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用為其提供了充足的信息資源，同時(shí)把信息傳遞當(dāng)作理念的BIM正向協(xié)同設(shè)計(jì)是一種較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。本文首先對BIM技術(shù)在梁式橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和意義進(jìn)行了分析，引出了正向設(shè)計(jì)應(yīng)用模式；然后對正向設(shè)計(jì)的實(shí)施方法參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并按照參數(shù)適用情況對各個(gè)參數(shù)類型的表達(dá)加以分類；最后對目前比較常見的BIM設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了簡要的介紹與分析。