基于BIM技術(shù)的市政道路橋梁設(shè)計探究

王志華

河北省石家莊市道橋建設(shè)總公司 河北石家莊 050000

1 BIM技術(shù)在道路橋梁設(shè)計優(yōu)化應(yīng)用中的作用

1.1 提供準確的技術(shù)支持與數(shù)據(jù)支撐

BIM技術(shù)最為明顯的技術(shù)特征便是可視化和協(xié)調(diào)性，建筑設(shè)計工程是一項系統(tǒng)性的工程，任何環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間都是密切相連的。尤其是在道路橋梁設(shè)計的過程當中，必須要充分考慮道路橋梁的施工現(xiàn)狀、整體環(huán)境，BIM技術(shù)在道路橋梁設(shè)計當中的運用，能夠充分考量建設(shè)過程當中所遇到的各項問題，準確預(yù)測在設(shè)計施工過程當中所需要的人力物力資源以及工期情況。三維的立體設(shè)計能夠更好地彌補傳統(tǒng)二維設(shè)計當中的不足，促進設(shè)計結(jié)構(gòu)之間的相互聯(lián)系，提高建筑施工項目的整體協(xié)調(diào)性的作用。受到這一技術(shù)特性的影響，BIM技術(shù)在未來的建筑施工當中有著非常廣泛的發(fā)展前景。與此同時，該項技術(shù)也在不斷更新，虛擬仿真技術(shù)的添加能夠更好地為數(shù)據(jù)模型提供技術(shù)支持，不僅能夠充分考慮道路橋梁設(shè)計施工當?shù)木唧w情況，而且還能夠奉行綠色施工的宗旨為建筑橋梁設(shè)計提供更多的環(huán)?；砟詈椭笇Т胧?。

1.2 提高施工質(zhì)量，實現(xiàn)集約化管理

BIM技術(shù)之所以能夠得到人們的青睞，是因為該項技術(shù)本身的設(shè)計理念更加先進，同時虛擬模擬分析技能的加持，進一步強化了BIM技術(shù)的整體能力。道路橋梁設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工作，在設(shè)計的過程當中，需要清晰地感知設(shè)計以及施工環(huán)節(jié)可能遇到的各項問題，通過精準的考量來更好地對道路橋梁進行設(shè)計，從而達到降低成本、提高效率的目的。BIM技術(shù)中的模擬仿真技術(shù)能夠更好地針對橋梁設(shè)計當中存在的問題進行直觀分析，通過意見反饋來為設(shè)計施工團隊提供更加科學合理的解決方案，相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，BIM技術(shù)在道路橋梁設(shè)計當中的運用能夠更加直觀有效。與此同時，該項技術(shù)在實踐當中的運用，是經(jīng)過多方數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，能夠通過數(shù)據(jù)的精準測量篩選道路橋梁設(shè)計以及施工過程當中可能存在的問題，通過預(yù)先防范來更好地提高穩(wěn)住的整體質(zhì)量。因此，BIM技術(shù)能夠通過詳細的信息羅列以更好地幫助設(shè)計施工團隊了解道路橋梁設(shè)計施工的整體情況，通過建筑質(zhì)量的整體把握，達到降本增效、縮短工期的最終目的。

2 基于 BIM 技術(shù)的橋梁工程設(shè)計優(yōu)化

2.1 橋梁工程設(shè)計成圖形式的優(yōu)化

在傳統(tǒng)時期，受到技術(shù)條件與工作理念的限制，橋梁工程設(shè)計人員通常會采取人工化、平面化的圖紙繪制與圖紙檢驗方式。這樣一來，一方面使得設(shè)計人員在獲取充足的工程數(shù)據(jù)后，還需要進行繁復(fù)、大量的數(shù)據(jù)整理與手工繪圖工作，進而形成大量的時間、人力與材料成本消耗。同時，若設(shè)計人員在繪圖、檢驗時處于疲勞或存在疏忽，還可能導致圖紙偏誤的情況出現(xiàn)，繼而降低設(shè)計圖紙的可靠性與價值性。另一方面，由手工或 CAD 繪制的平面圖紙很難直觀體現(xiàn)空間感，相關(guān)人員在繪圖、用圖時，需要立足專業(yè)素養(yǎng)進行空間想象，很難對橋梁工程的幾何形態(tài)、三維結(jié)構(gòu)形成清晰認知。在運用 BIM 技術(shù)進行設(shè)計優(yōu)化后，上述傳統(tǒng)問題可得到有效解決。在 BIM 軟件平臺當中，會形成有多個“族”，即橋梁建筑物的常見結(jié)構(gòu)部位。同時，在公共網(wǎng)絡(luò)的支持下，還會有其他設(shè)計人員將自己制作的族共享到平臺當中。基于此，相關(guān)人員將橋梁工程的各項數(shù)據(jù)輸入到 BIM 軟件平臺當中，數(shù)據(jù)便會在多個族的作用下進行協(xié)同配置，從而生成三維立體的橋梁建筑物與施工現(xiàn)場模型。例如，在設(shè)計某高低塔單鎖面混凝土斜拉橋時，設(shè)計人員即可選擇該類型的族模塊作為建模成圖基礎(chǔ)，并將“高塔塔柱：全高185m，斜拉索共29副”、“低塔塔柱：全高121m，斜拉索14副”、“引橋：東引橋全長277m，西引橋全長1033m”等數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)欄目中，即可實現(xiàn)橋梁模型的自動化構(gòu)筑與可視化呈現(xiàn)。

2.2 橋梁工程設(shè)計方案調(diào)整的優(yōu)化

在 BIM 技術(shù)的應(yīng)用背景下，橋梁工程設(shè)計人員可直接對已生成的三維模型進行形態(tài)檢驗、沖突排查，并通過數(shù)據(jù)修改、圖塊編輯等方式，進行設(shè)計成果的直接調(diào)整。例如，設(shè)計人員可將已設(shè)計完成的橋梁工程土建模型與安裝模型同步提交、導入到 BIM 軟件平臺當中，并啟用平臺的碰撞檢查模塊，對同一工程背景下兩類專業(yè)模型的匹配情況進行排查檢驗。在模塊運行完成后，碰撞檢查的結(jié)果會自動輸出到可視化界面上，并提供出具體細致的報告文本，其內(nèi)容包括碰撞點總數(shù)、硬碰撞點數(shù)量、間隙碰撞數(shù)量以及碰撞部分的具體點位、圖紙編號、處理建議等。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計人員即可根據(jù)碰撞檢查報告對三維模型的相關(guān)參數(shù)、結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整。其后，對于調(diào)整后的三維模型，重復(fù)進行碰撞檢查與優(yōu)化調(diào)整，直至無碰撞情況存在，即代表圖紙方案達到最優(yōu)狀態(tài)，不會在橋梁工程的建設(shè)過程中出現(xiàn)土建施工與安裝施工相沖突的問題。

2.3 橋梁工程設(shè)計功能拓展的優(yōu)化

在傳統(tǒng)的“2D 時代”當中，橋梁工程設(shè)計圖紙的信息體系由點、線、面、數(shù)等平面元素構(gòu)成，因此在使用功能上存在較大限制，無法實現(xiàn)工程信息的深層次、多元化解釋與利用。而在步入依托 BIM技術(shù)的“3D 時代”后，橋梁工程設(shè)計圖紙可表現(xiàn)出突破性的功能拓展。例如，可將 BIM 技術(shù)與快速成型技術(shù)結(jié)合起來，把計算機系統(tǒng)中的橋梁建筑模型打印塑造到現(xiàn)實環(huán)境當中，從而幫助相關(guān)人員更加直觀地對工程效果進行預(yù)測與評價。再如，BIM 軟件平臺中的三維模型與數(shù)據(jù)信息既能被計算機系統(tǒng)直接讀取，也能保存、上傳到數(shù)據(jù)庫當中。所以，相關(guān)人員在設(shè)計完成橋梁工程的基本模型圖紙后，可運用未來表格、預(yù)算通等輔助工具，進行工程量的計算分析，從而為工程設(shè)計經(jīng)濟性的進一步強化、工程成本的精準預(yù)算提供有力依據(jù)。

3 結(jié)語

總而言之，將 BIM 技術(shù)融入到橋梁工程的建設(shè)實踐中，可在消除傳統(tǒng)時期弊病問題的基礎(chǔ)上，極大程度地實現(xiàn)工程設(shè)計與施工管理的優(yōu)化，從而為橋梁工程施工建設(shè)的安全化、穩(wěn)定化、經(jīng)濟化、高效化提供充分保障，達到可觀的技術(shù)應(yīng)用效果。