基于BIM的橋梁工程設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化研究

王路彬

摘要：隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了由手繪到計(jì)算機(jī)繪圖的轉(zhuǎn)變，在此背景下，BIM技術(shù)成為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段，其中就包括橋梁工程設(shè)計(jì)。相比較其它基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，橋梁工程的整體施工難度相對(duì)較高，且施工周期有著嚴(yán)格的限制，利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠有效解決傳統(tǒng)橋梁施工中面臨的諸多問(wèn)題，以提高橋梁工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);橋梁工程;施工設(shè)計(jì);優(yōu)化策略

1 BIM技術(shù)特點(diǎn)

1.1完備性

橋梁工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)之后，除了能夠獲取常規(guī)的幾何信息之外，還能夠使用到大量的工程性信息，使得信息的儲(chǔ)備量更加巨大。只有充足、完善的工程信息，才能充分的了解橋梁的全生命周期信息，是從設(shè)計(jì)到竣工的全部信息，能夠引導(dǎo)各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，從而可以避免在施工中出現(xiàn)偏差的問(wèn)題，有效的降低施工成本，產(chǎn)生更高的綜合效益。

1.2關(guān)聯(lián)性

BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁設(shè)計(jì)中，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段信息的關(guān)聯(lián)和應(yīng)用。在橋梁設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)能夠更好地方放置信息重復(fù)導(dǎo)入的情況存在，可以避免重復(fù)的情況存在，同時(shí)能夠放置出現(xiàn)信息分歧的問(wèn)題。在該模型建立和應(yīng)用，任何一項(xiàng)信息被修改之后，就能夠在系統(tǒng)的后臺(tái)中實(shí)現(xiàn)信息的更新，從而可以形成新的關(guān)系網(wǎng)。

1.3可視化

可視化作為BIM技術(shù)的主要特性，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的平面圖設(shè)計(jì)方式，通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備可以進(jìn)行線條機(jī)械的拼接處理，從而可以組合成為三維立體模式圖。該特性的應(yīng)用，應(yīng)用到橋梁工程的設(shè)計(jì)中能夠充分的展示出橋梁的實(shí)際情況，使得工程的各方人員能夠積極的溝通和交流，促進(jìn)橋梁項(xiàng)目的順利進(jìn)行，提升其有效價(jià)值。此外，BIM技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐中，還能夠通過(guò)模擬、協(xié)調(diào)、出圖等方面的作用，及時(shí)的進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的碰撞檢測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷，以更好的做出調(diào)整，使得設(shè)計(jì)方案更具合理性?，F(xiàn)代的BIM技術(shù)中，在三維模型的基礎(chǔ)上引入4D模式，可以明確的確定施工方案，然后在該基礎(chǔ)上又升級(jí)為5D模式，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的核算，確保項(xiàng)目的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。利用模擬圖形可以生成各種所需要的施工圖，從而使得工作人員能夠詳細(xì)、直觀的了解各個(gè)結(jié)構(gòu)部件的信息。

2 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1建立橋梁工程BIM模型

橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要根據(jù)工程的設(shè)計(jì)情況來(lái)建立BIM模型，其要達(dá)到數(shù)據(jù)精確度的要求，能夠深入的了解施工環(huán)節(jié)的具體情況，可以使得橋梁工程項(xiàng)目的施工順利進(jìn)行。利用該模型掌握各個(gè)方面的信息，應(yīng)用也更加的方便快捷。目前的橋梁工程BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，需要通過(guò)多種軟件聯(lián)合應(yīng)用材料滿足要求，但是這些軟件的施工還不具備互通性，只能通過(guò)自身的軟件來(lái)出施工圖，不能滿足設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際工作需要。且各個(gè)結(jié)構(gòu)部件都有自己的信息模型，利用BIM技術(shù)能夠進(jìn)行各個(gè)部件的參數(shù)化模型的建立和應(yīng)用，使得工程項(xiàng)目施工可以順利的進(jìn)行。在橋梁工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)建模之后，通過(guò)模型的計(jì)算分析，主要是針對(duì)局部模型計(jì)算和整體模型計(jì)算。在局部模型計(jì)算環(huán)節(jié)，可以充分的使用前期的建模成果來(lái)進(jìn)行，從而可以更好的縮短工作的時(shí)間。在整體建模的過(guò)程中，可以將橋梁工程中的整體結(jié)構(gòu)信息和相應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)聯(lián)合應(yīng)用，但是還應(yīng)該注意到橋梁工程所存在的特殊性，結(jié)合當(dāng)前的計(jì)算能力，進(jìn)行橋梁工程的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后可以確定橋梁的整體模型，使得橋梁的互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫接行У募訌?qiáng)，使得模型數(shù)據(jù)計(jì)算效率得到，與能夠滿足橋梁工程的正常使用需要。

2.2橋梁設(shè)計(jì)合理性分析與沖突檢查

從目前的實(shí)際情況分析，在橋梁工程的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)最為明顯的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是進(jìn)行設(shè)計(jì)校核、碰撞檢測(cè)和工程量計(jì)算。在建模環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中缺陷的和不足，并且根據(jù)需要進(jìn)行必要的調(diào)整，同時(shí)還能夠進(jìn)行必要的勘誤和澄清。同時(shí)利用模板自動(dòng)生成材料清單，與原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，能夠發(fā)現(xiàn)工程量清單中是否存在錯(cuò)誤的問(wèn)題。BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁的設(shè)計(jì)中，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的沖突碰撞檢測(cè)，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式所不具備的一個(gè)缺陷，此時(shí)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需要分析二維平面圖紙，然后進(jìn)行全面的論證和分析，以便于掌握工程的具體情況，消除設(shè)計(jì)方案存在的缺陷和問(wèn)題。如果沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案有著明顯的缺陷，造成后續(xù)施工難以順利的進(jìn)行，也會(huì)給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行沖突檢測(cè)，技術(shù)的整合模型數(shù)據(jù)信息，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷。

2.3設(shè)置出圖模板、創(chuàng)建二維施工圖

橋梁工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過(guò)已經(jīng)建設(shè)完善的三維BIM模型，能夠直接生成二維施工圖紙，這是該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，而應(yīng)用BIM技術(shù)所建立的模型和設(shè)計(jì)圖紙存在直接的關(guān)聯(lián)性，使得圖紙的精確度更高，質(zhì)量也能夠得到保證。而目前我國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中還存在一定的缺陷和問(wèn)題，就是在建模環(huán)節(jié)需要消耗掉大量的時(shí)間，設(shè)計(jì)工作的效率根本無(wú)法提升。但是后期施工圖的質(zhì)量可以保證，進(jìn)而發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

3基于BIM的橋梁工程施工優(yōu)化研究

3.1工序優(yōu)化

BIM技術(shù)能夠更全面地展現(xiàn)橋梁工程的整體施工流程，讓技術(shù)人員與施工人員均可充分理解設(shè)計(jì)方案，集思廣益，共同探討設(shè)計(jì)方案的可行性。在此期間，如果發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，均可在數(shù)字化建筑模型上直接進(jìn)行修改，然后進(jìn)行二次模擬，直到設(shè)計(jì)方案符合所有建筑要求。

3.2進(jìn)度優(yōu)化

BIM技術(shù)在橋梁施工過(guò)程中，多用于施工進(jìn)度的模擬與分析。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人借助BIM技術(shù)中的3D建模，對(duì)工程整體的施工進(jìn)度進(jìn)行初步估測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)與實(shí)際效果間的差異，進(jìn)行準(zhǔn)確的修正與進(jìn)一步確認(rèn)，從而有效優(yōu)化施工進(jìn)度。在初步優(yōu)化施工進(jìn)度時(shí)，技術(shù)人員需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)程進(jìn)行首次模擬，主要內(nèi)容是施工流程與進(jìn)度。

3.3管理優(yōu)化

全問(wèn)題，為了有效解決此類(lèi)問(wèn)題，技術(shù)人員可運(yùn)用BIM模擬施工，充分發(fā)揮其積極效用。具體而言，技術(shù)人員可利用BIM技術(shù)對(duì)施工管理的方式進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

3.4模擬優(yōu)化

除了優(yōu)化管理、優(yōu)化進(jìn)度以及優(yōu)化流程之外，BIM技術(shù)還可在橋梁施工過(guò)程中發(fā)揮優(yōu)化模擬的效用。BIM技術(shù)的可視化特征是支撐數(shù)據(jù)信息模擬的基礎(chǔ)，通過(guò)施工方案與可視化特征的有機(jī)結(jié)合，形成橋梁建筑的三維數(shù)據(jù)模型，使橋梁建筑各項(xiàng)數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理更加精確。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建筑領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，橋梁工程由于其自身的特殊性質(zhì)，占據(jù)了重要的地位，因此，建筑施工企業(yè)均應(yīng)給予高度重視。不論是施工管理、施工進(jìn)度、施工設(shè)計(jì)還是其他具體環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)可以有效提高施工質(zhì)量與施工效率。

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