BIM應用于橋梁設計的探討

石若汐 山東農業大學

引言：BIM技術是以信息模型為基礎的一種工作輔助方式。將橋梁的各項數據和信息輸入到計算機當中，并借助BIM技術建立橋梁的三維模型，即可從虛擬的角度實現對于橋梁的模擬。通過BIM技術，設計人員可以及時發現設計圖紙當中不足之處，并根據模擬結果對橋梁設計進行調整，從而達到提高橋梁設計可行性的根本目的。此外，BIM技術可以成為橋梁的信息數據庫，橋梁的各項信息均會得到存貯，并通過互聯網實現橋梁信息共享。

一、BIM技術在橋梁設計應用中的可行性研究

在未使用BIM技術之前，橋梁設計主要使用CAD技術。從本質來看，CAD技術中的三維技術效果要遠遠差于BIM技術，其實用性較差，往往只是在橋梁設計當中起到一種輔助的作用。正因如此，多數設計單位均不會通過CAD技術實現三維建模，往往只是使用其二維建模功能。從實際情況來看，CAD技術在負責一些中小型工程或者整體結構較為簡潔的大型工程時具有不錯的實用性，但在處理一些復雜程度較高的大型工程時難免會出現有心無力的情況。此外，CAD技術的二維建模功能具有一定的復雜性，其可控性較差。

與CAD技術相比，BIM技術具有一定的協同性。在使用BIM技術進行橋梁設計時，所有設計人員的設計情況均可以實現實時共享，若某設計人員發現存在設計沖突問題時，可以及時對設計進行調整，這對于設計效率的提高無疑有著直接的幫助作用。

在使用CAD的時候，若設計人員需要整改設計方案，需要依次對各個圖紙進行修改，且在修改的過程中對各項信息及數據進行仔細的核對，避免出現前后不一的情況。這不僅需要耗費大量的時間，且無法從根本上規避出錯的情況。而使用BIM技術時，要先對建設成型的三維模型進行修改，并對修改部位進行命名。修改完成之后，修改后的效果會直接體現在三維模型當中。若存在數據錯誤的現象，則會導致模型無法生成的情況出現。這種設計修改方式不僅無需耗費太多，且出錯率幾乎為零，可以有效提高工作效率。總體來說，BIM技術在多方面優于CAD。

二、BIM技術的在橋梁設計中的應用

（一）模型的建立

使用BIM技術搭建橋梁三維模型時，需要將橋梁的各項信息輸入到計算機當中，像橋梁的長度、高度、拉索長度等，并通過特定的計算和匯總方式將各項數據整合在一起，最終實現模型的建立。三維模型不僅僅可以直觀反映橋梁建成后的成果，更可以實現對于橋梁各項基礎要素的有效管理。需要注意的是，在搭建三維模型時需要將各項信息保存，并將技術變更的設計記錄在冊，避免后期出現困擾。若搭建模型時遇到多個重復類型、重復結構的模型時，可以通過建立同類基礎模型的方式，對個別參數進行適當的調整，從而達到降低工作量的目的。從某種角度來看，三維模型即是橋梁建成后的真實寫照，其對于檢驗橋梁設計方案可行性方面有著重要的作用價值。

（二）調整設計圖紙

BIM技術最大的作用在于能夠檢驗設計圖紙中的不足，并能夠直觀反映設計圖紙當中的缺陷，便于設計人員對設計圖紙進行調整和優化。通過BIM技術，橋梁的整體結構以及橋梁的部件細節可以清晰的呈現在設計人員面前，設計人員可以借此對橋梁的各個部門進行深入的研究及分析，并對問題部分進行評估，從而提高設計圖紙的實用價值，減少技術變更現象出現的頻率。

（三）橋梁的后期設計

一般情況下，橋梁的設計分為前期和后期兩個階段。前期階段主要是設計橋梁的基礎，例如橋梁的結構、橋梁各個部件所使用的材料等。后期階段則是對前期設計進行下一步的審核和檢查，確保橋梁建成后的各項指標能夠達到預期的標準。由于我國對于橋梁的指標要求較高，所以后期設計階段所涉及的內容相對較多，設計人員的工作量較大。通過BIM技術，不僅可以落實后期設計階段的基本要求，更能減輕工作總量，縮短設計時間。同時，設計人員還可以以前期設計為基礎，將建立好的三維模型進行深度的細化，提高三維模型的整體質量。此外，設計人員可以借助BIM技術對前期設計進行審核，并完成橋梁的碰撞檢查。若發現橋梁設計存在問題，設計人員要及時對平面圖紙進行修改，并重新使用BIM技術進行審核和檢查。

（四）橋梁建成效果展示

將各個部分的三維模型聯合在一起，即可形成橋梁整體三維模型。隨后將BIM技術的視覺模式進行調整，即可得到不同環境下的模型效果展示圖。此外，與橋梁相關各項數據和要素均可在效果展示圖中進行查看，并可以對其進行調整。將橋梁建設地點周邊的環境導入到軟件當中，與橋梁整體三維模型進行融合，并選擇合適的環境材質，即可獲得橋梁建成后的全場景展示圖。另外，設計人員也可以通過設置路徑的方式，將全場景漫游效果展示出來。實踐表明，BIM技術的效果展示功能可以給設計單位、建設單位和投資單位提供全面的信息，便于各單位了解橋梁的設計情況，為各單位進行決策提供必要的依據。通過效果展示功能，設計單位可以及時發現橋梁與周邊環境之間的協調性，避免出現破壞周邊生態環境的問題。除了全場景漫游展示之外，細節展示、模擬行車等也均可得到實現，這對于提高橋梁實用性有著很大的幫助作用。

功能 作用全景漫游展示 探究環境協調性細節展示 探究橋梁設計實用性模擬行車展示 探究橋梁舒適性

三、結語

綜合來看，BIM技術憑借自身的優良特性成為了建筑行業中的關鍵技術之一，其實用性較強、便捷程度高，其在橋梁設計中能夠發揮出不可替代的作用價值。