BIM技术在桥梁设计中的应用

  BIM技术在桥梁设计中的应用

权志腾

济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司

摘要：BIM技术是一种新型的技术,在桥梁工程设计过程中,通过利用BIM技术,能够有效提高设计效率降低桥梁工程的施工成本,能够有效模拟桥梁工程设计方案。

关键词：桥梁工程；BIM技术；设计

利用 BIM 技术能够在建设工程设计中构建三维技术模型，进而有效提高设计工作效率与工程决策效率，有助于企业经济效益的提高，促使建设工程相关参与方可以直观、高效交流与沟通工程信息，能够实现建设工程不同施工部门之间快速共享工程建设信息，能够有效降低建设工程项目不同环节的内耗，有效提高工程项目协同办公的决策效率。

一、BIM在桥梁设计中的实施

在过去的桥梁设计中，主要采用以二维为基础的互相提资措施，基于项目经理主导，不同专业以项目需求为依据，进行设计计划的制定，同时按照专业的顺序依次开展设计。这样会产生类似于软件不同、标准不同、交流滞后等问题，并且文件文档相互交流一般是利用各类软件进行的。在引用BIM技术后，能对过去的方式进行转变和升级，虽然也是以二维图纸为基础的协同，但能大幅提高效率。采用BIM技术的桥梁设计重视环境、平台、标准和目标的统一，从项目实施就由项目经理主导各项准备工作。立项后，为使项目能顺利进行，同时为相关人员提供有价值的参考及指导，对项目部的负责人而言，应通过商讨来确定规定与标准，然后将其编辑成册，也就是所谓的协同手册。在形成协同手册后，能使项目的实施变得有章可循，防止在设计中产生资源浪费，同时还能起到提高质量与效率的作用。它主要包含以下几个方面：

1、确定项目计划

在项目开始后，与各参与方积极沟通，明确项目的所有需求，由于需求具有一定模糊性，所以会产生返工。以需求情况为依据，结合不同专业负责人进行共同商讨来确定重要时间节点、建模的精度和成果移交具体内容等，同时经研究确定。从精度要求角度讲，每个参与方会提出不同要求，所以将全部模型的精度均确定为相同级别的做法是不可行的，比如在项目设计成果当中表现出的部分设备仪器，如果按照较高的精度进行建模，则工作量会十分巨大，而起到的作用只是一次简单的动画演示。基于此，不同部分建模精度应分类确定，并为其它不同的参与方提出具有参考价值的解释与建议。另外，移交的内容同样重要，它决定了设计需要完成的任务，所以应细化处理移交内容。将需求提出的项目周期与建模速度充分结合到一起，确定阶段性与最终成果对应的节点日期，同时将其加入到整体项目计划当中。

2、人员及其权限与项目流程的确定

以项目计划为依据，进行管理及实施团队的组建，同时结合每一种专业的实际分布情况，分类人员及其权限，使其明确各自工作内容。在确定了工作的具体内容与权限之后，按照权限等级，由上至下的确定项目流程。

3、管理和设计软件的选型

使用各类软件与平台是采用BIM技术进行桥梁设计的关键所在，先以项目需求与建模精度为依据，结合不同专业实际配合情况，选择合适的软件。选定软件后，开始环境搭建，以软件功能为基础，确定所需人员及其权限、流程及其运转方式。因是将统一的网络环境作为基础的，所以在运行与管理上必须确定管理人员，同时参考企业具体情况进行协同服务器选择。

4、标准制定

标准是BIM技术实施的关键内容之一，会直接影响项目效率。对于不同的标准，可将现行国家标准视作参考，并结合设计院或企业的相关标准。形成协同手册后，项目经理应带动全体人员认真执行，保证每一项标准与每一个流程均可以顺利实施。第一步往往是通过组织会议传达手册内容，使人们认识到执行手册的重要性与必要性。然后在实际的桥梁设计中，需要对项目进度进行定期审查，尽早发现和解决问题。最后要对手册的执行情况予以总结，积累经验，并制定改进计划。

二、工程项目中BIM的应用特征

通过应用建筑信息模型(Building information Modeling简称: BIM)技术实现对桥梁工程项目的管理，以此来提升桥梁工程的应用效率，进而解决桥梁工程在设计初期所遇到的各类问题。

1、可视化

可视化是BIM的本质,是检验BIM技术的重要特征。尤其是在建筑行业，建筑信息模型可视化有非常重要的现实意义，尤其是基于计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称: CAD), 在图纸上使用简单的线条对其进行绘制，无法真实表现出构件的实际结构与形态，这就要求施工人员具备一定的空间想象力。BIM技术为可视化的实现提供了新的路径，在现实中，以三维的形式呈现出来。在建筑行业中，效果图的应用虽然可以直观地呈现出项目设计的整体外观，但仅限于构建的大小、位置与颜色，其他信息相对不完整，不同构建之间的互动性相对不足。

2、协同性

协同性是用于协调协作的功能，是检验BIM的第二特征。目前，协调协作方式是建筑业各环节的工作关键，无论是建筑单位的生产单位还是设计单位，在工程运营方面都需要相互协调并配合工作开展。对于项目落实过程中所出现的问题，需要进行组织协调，找到问题出现的原因，并提出合理的解决方案，尽快进行补救。

3、模拟性

BIM技术主要是用于功能模拟，因BIM技术的模拟对象并非针对建筑模型，而是针对建筑物实际环境的建筑模拟。BIM技术的应用也是模拟功能的一部分，可以此来验证建筑施工的可能性。如对于相对复杂的工程项目，BIM技术会对周围环境进行模拟，以此来验证施工的可能性。模拟作为最常见的操作，在进行仿真后，需要对其进行分析，避免在建筑设计和建筑施工中出现问题。

三、BIM的技术探索

1、 BIM技术与相关软件的整合

BIM技术需要全方位的考虑，软件的兼容性还要达到一定的运行稳定要求。用户通过对套件内的有限元分析软件的使用，可以在相应的软件平台上进行桥梁信息模型的搭建，这一技术的软件也需要有相应的信息管理平台和各应用接口，目的是使程序在使用过程中建模更加稳定，同时具备一定的可拓展性，相关软件之间的程序也是通用的，通过软件之间的相互配合，对于实现该技术有着事半功倍的效果。通过使用软件接口，能够让信息在传递路径上更加流畅地进行，对于桥梁的结构、尺寸等参数值，可以更快速地为用户所使用，通过软件确定桥梁的位置和材质，将这些数据信息生成文档，通过整合软件就能够使全球的模型搭建而成。

2、人机接口技术发展

人机接口是BIM技术实现的工具，它能够完成人与计算机之间进行数据交互，相关参数的导入和数据的导出，它分为路线结构分析三个板块，对于该技术的分析和构建模型具有强大的辅助功能。通过人机接口可以弹出下一级对话框，在该对话框内，可进行桥梁参数的输入输出，在完成模拟以后进行保存工作，可以建立桥梁族库建设，最终实现桥梁所有结构的参数化建模。

3、桥梁模型数字化建造

BIM的相关技术软件中，构建的模型使用三维立体坐标体系，对于桥梁的主梁、桥墩等结构，可以在计算机上实现精确的定位，传统的技术就会使得这一项工作变得繁重且容易出错。在计算机上进行模拟运行，能够提供自动出施工图的功能，利用软件生成项目以后就可以得到相应的设计图纸，相关的数据信息还能够及时生成数量表，用于判断主梁等桥梁结构的质量标准，数字化建造对于全桥模型的构建十分方便，并且精确。

综上所述，在桥梁工程项目设计过程中，通过利用BIM技术进行设计，可以显著提升桥梁设计方案的科学性和准确性，保证桥梁结构的设计质量，降低设计成本，提高桥梁工程的整体性能，实现了桥梁工程建设的持续化发展。

参考文献

[1]蒋发.BIM技术在桥梁工程设计中的应用分析[J].运输经理世界,2020(18):78-79.

[2]周冬.基于BIM的桥梁全生命周期施工安全管理模型研究[J].自动化与仪器仪表，2019（02）：26-28+32.