BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計方面的應(yīng)用

劉 言 鳳

(太原市政工程勘測設(shè)計院，山西 太原 030000)

BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計方面的應(yīng)用

劉 言 鳳

(太原市政工程勘測設(shè)計院，山西 太原 030000)

通過調(diào)查翻閱相關(guān)文獻資料詳細了解了BIM技術(shù)，介紹了BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用的優(yōu)勢，并對BIM技術(shù)在橋梁工程的設(shè)計環(huán)節(jié)、施工階段以及后期的運營維護實際的應(yīng)用情況進行了分析。

BIM技術(shù)，橋梁工程設(shè)計，成本

1 BIM技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，西方發(fā)達國家的建筑行業(yè)因為應(yīng)用BIM技術(shù)的時間比較早，機構(gòu)的數(shù)量也較多，現(xiàn)在主要就是使BIM技術(shù)實現(xiàn)自動化。其中日本的BIM技術(shù)在全國范圍內(nèi)已經(jīng)得到應(yīng)用。但是，我國應(yīng)用BIM技術(shù)的時間還比較晚，雖然國內(nèi)的建筑行業(yè)經(jīng)過不斷的研究，BIM技術(shù)已經(jīng)取得了很大的提高，但是對國內(nèi)的建筑行業(yè)BIM技術(shù)還沒有得到大范圍的普及。通過相關(guān)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)階段我國的建筑領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)的應(yīng)用還處在宣傳階段，距實際應(yīng)用還有很長的一段路要走。專業(yè)人員對BIM技術(shù)的應(yīng)用非常缺乏實踐經(jīng)驗。而BIM技術(shù)對建筑領(lǐng)域必然會帶來非常大的改變，也是未來建筑領(lǐng)域信息革命的主要內(nèi)容。雖然我國的BIM技術(shù)應(yīng)用水平與國外還存在很大的差距，但是國內(nèi)的建筑領(lǐng)域發(fā)展方向已經(jīng)得到了明確，這就需要我們?yōu)樯鐣?jīng)濟發(fā)展不斷努力。

2 應(yīng)用BIM技術(shù)在設(shè)計中的優(yōu)勢

現(xiàn)階段在設(shè)計橋梁項目的過程中，大部分設(shè)計人員還是采用傳統(tǒng)的設(shè)計方式，也就是基于二維的CAD系統(tǒng)，整個工程信息都是由二維圖紙來進行表現(xiàn)，這就使計算機無法對CAD平面圖紙包含的有限構(gòu)件數(shù)據(jù)信息進行計算，進而導(dǎo)致工作量大大增加。當(dāng)有需要修改的地方時，必須對整個模型與圖紙進行調(diào)整，效率非常低，并且也比較容易出現(xiàn)問題。傳統(tǒng)的設(shè)計理念非常缺乏協(xié)同設(shè)計，不同的設(shè)計專業(yè)都有獨特的設(shè)計主線，有非常明顯的線性關(guān)系，這就比較容易發(fā)生結(jié)構(gòu)構(gòu)件大量碰撞的問題。而隨著BIM技術(shù)深入的應(yīng)用，已經(jīng)從單一的設(shè)計階段蔓延到整個工程項目過程。

3 基于BIM技術(shù)的橋梁設(shè)計流程

現(xiàn)階段，我國應(yīng)用BIM技術(shù)在橋梁工程中大部分都是在設(shè)計環(huán)節(jié)。從橋梁建設(shè)的整體角度分析，BIM技術(shù)可以使各個主體快速的組成一個團隊參與到項目中，利用同一平臺使信息得到實時共享，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并采取針對性的措施進行改正。應(yīng)用BIM技術(shù)對橋梁設(shè)計的大體流程是：設(shè)計橋梁中最大的改變就是由傳統(tǒng)的二維圖紙變成三維的BIM模型，使各方能夠在項目前期對于設(shè)計存在的問題提出建議，使設(shè)計工作涵蓋了整個橋梁的生命周期，對項目成本就能夠有效進行控制，減少風(fēng)險的發(fā)生。還有非常重要的一點就是，BIM設(shè)計團隊在前期設(shè)計的環(huán)節(jié)階段就能夠利用BIM技術(shù)搭建信息化平臺，確保每一個施工階段都能夠基于上一階段的基礎(chǔ)不斷進行細化，并且也確保了信息的完整性及通暢性。

4 設(shè)計階段實際應(yīng)用BIM技術(shù)

如圖1所示，創(chuàng)建完成橋梁模型后，就可以利用三維渲染工具對橋梁場景真實進行渲染，也能夠制作成三維動漫的形式，使橋梁與周邊環(huán)境直觀的得到呈現(xiàn)，使工作人員對設(shè)計理念有更加深入的了解。如圖2所示是某橋梁工程設(shè)計環(huán)節(jié)按照BIM模型制作的仿真現(xiàn)實場景的橋梁三維動漫，可以看得出設(shè)計宣講要比傳統(tǒng)的圖紙更加生動、直觀，并且包含的內(nèi)容也更加豐富。

后期進行設(shè)計的時候就能夠利用BIM模型真實進行碰撞檢測。因為橋梁架構(gòu)的內(nèi)部關(guān)系非常復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的CAD圖紙無法直觀的展示不同構(gòu)件，常常會發(fā)生管道碰撞或者是構(gòu)件位置沖突的問題，使工作人員的交流存在一定的障礙，對設(shè)計質(zhì)量有很大的影響；特別是需要展示特殊架構(gòu)的時候，傳統(tǒng)的CAD圖紙實際的效果比較差，致使在進行施工的過程中大部分施工人員都無法充分理解設(shè)計的理念，常常會出現(xiàn)返工的現(xiàn)象，這就增加了成本；并且傳統(tǒng)的CAD圖紙也不容易保存，很難有效的把設(shè)計理念準(zhǔn)確傳遞出去。如圖3所示的是橋梁架構(gòu)內(nèi)橫、豎、縱三向預(yù)應(yīng)力，根據(jù)設(shè)計圖紙布置從而出現(xiàn)的問題，這就需要設(shè)計人員對設(shè)計方案進行變更，大大增加了成本支出。而應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠非常直觀的展現(xiàn)各個部件，使施工人員充分理解設(shè)計人員的設(shè)計意圖，正確進行施工。應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠有效解決上述存在的問題，可以利用仿真技術(shù)直觀展示橋梁的結(jié)構(gòu)部件，利用輔助軟件進行真實碰撞檢測，并且能夠可視化的進行控制，使設(shè)計信息可以得到及時的傳遞，并且在施工階段以及運營管理階段可以及時的存儲信息，方便后期查詢橋梁的信息，對產(chǎn)生事故的原因進行分析。應(yīng)用BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)，對整個橋梁設(shè)計領(lǐng)域產(chǎn)生了非常大的變化，使不同專業(yè)、所有工作人員統(tǒng)一協(xié)調(diào)進行工作，人員之間的交流也更加通暢，大大降低了由于返工造成的不必要損失，而且平面CAD圖紙是按照BIM模型進行建立的，模型細節(jié)需要改變的時候圖紙也會在第一時間進行更新，有效提高了設(shè)計效率。

5 BIM技術(shù)在橋梁施工階段的應(yīng)用

在設(shè)計交底的環(huán)節(jié)中，施工單位就可以按照BIM模型中的信息充分了解設(shè)計師的設(shè)計理念，避免了理解錯誤的問題，而且可以第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在不合理的地方，方便及時與設(shè)計人員進行交流，從根本上減少了由于變更設(shè)計方案造成經(jīng)濟損失。施工單位就可以利用BIM技術(shù)多維特點，對具體的施工情況進行直觀的展示，并且還可以按照工程建造的信息對施工成本精準(zhǔn)進行控制，使建筑材料、人員管理以及資金調(diào)度實現(xiàn)了動態(tài)管理，不但降低了橋梁工程的施工成本，也有效提高了工程的施工質(zhì)量。

如圖4所示的是橋梁施工階段的動態(tài)仿真，也就是我們常用的Navisworks應(yīng)用軟件，利用動畫的方式對工程施工進行模擬，使技術(shù)交底以及施工過程更加容易控制。此外，BIM模型還可以對施工設(shè)備進行真實的碰撞檢測等能力，不斷改善施工計劃，方便人員之間的交流，防止由于變更施工計劃導(dǎo)致整個工程出現(xiàn)變化，降低橋梁工程的成本。在橋梁施工環(huán)節(jié)，就能夠根據(jù)現(xiàn)場采集的橋梁移動信息，利用BIM模型進行比對，對超出一定范圍的移動就可以發(fā)出警告，讓工作人員第一時間進行改正。還能夠根據(jù)施工單位監(jiān)測到的應(yīng)力、應(yīng)變等相關(guān)信息準(zhǔn)確反映出橋梁安全性能，對存在的施工誤差及時進行調(diào)整，從根本上提升了橋梁工程的施工質(zhì)量及效率。利用BIM模型就能夠有效管理整個施工過程，與傳統(tǒng)的施工日志比較，BIM模型可以更加直觀的進行展示，并且在后期查詢的時候，就可以根據(jù)ID號進行查詢。

6 BIM技術(shù)在橋梁工程的運營維護階段的應(yīng)用

在所有的項目工程中安全一直都是最為重要的一個問題，而應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠使后期維護管理實現(xiàn)可視化。BIM模型能夠把經(jīng)過處理的設(shè)計及施工信息及時傳輸?shù)焦芾聿块T，相關(guān)人員就可以及時分析橋梁架構(gòu)在實際使用過程中存在的問題，并且也能夠制定針對性的維護管理措施進行改正，使數(shù)據(jù)信息的后期查詢更加方便。另外，對比較常出現(xiàn)問題的位置，可以設(shè)置提醒功能，大大降低了發(fā)生事故的概率。

7 結(jié)語

在橋梁工程設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)是最為基礎(chǔ)的階段，BIM模型還能夠把各種橋梁構(gòu)件直觀的進行展示。利用BIM技術(shù)可以實時生成橋梁BIM模型，使橋梁建設(shè)的各個階段、各個專業(yè)中的信息得到實時共享，工作人員就能夠及時進行交流，制定針對性的措施處理存在的問題。

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ApplicationofBIMtechnologyinbridgeengineeringdesign

LiuYanfeng

(TaiyuanMunicipalEngineeringSurveyingandDesignInstitute,Taiyuan030000,China)

Through survey related literature material details of the BIM technology, based on the development present situation and the application of BIM technology advantage to understand fully for BIM technology in the bridge engineering design, construction stage and the late operation and maintenance of the actual application situation are analyzed.

BIM technology, design of bridge engineering, cost

2017-10-07

劉言鳳(1981- )，女，碩士，工程師

1009-6825(2017)35-0181-02

U442.5

A