BIM技術在橋梁設計中的應用

文/周平 中國建筑東北設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110003

1、BIM技術內涵

BIM技術在建筑工程中的應用主要是通過建筑信息模型反映工程建設概況。就我國近年來的建筑行業發展情況來看，BIM技術在道路和橋梁建筑設計中的應用還沒有推廣開來，但是具有較好的應用效果，因此，很多相關領域的專業人士對其發展前景比較看好。在實際應用BIM技術開展橋梁設計工作時，能夠較好地對相關數據進行處理，增強工程組織的協調性。雖然橋梁建設施工的環節較多，并且每個環節的側重點存在差異，但是BIM技術幾乎可以應用于每個建設施工環節中。BIM技術的應用對工作人員的專業能力要求較高，工作人員需要對模型的數據庫信息進行了解，還可以通過插入式編輯對信息進行更新和提取，增強數據庫設計的完整性。因此，在利用BIM技術開展橋梁設計工作時，可以增強設計信息的準確性，并且提高信息的利用率。

2、BIM技術在橋梁工程設計中的應用優勢

對于橋梁工程設計人員來說，在橋梁工程設計初期，采用BIM技術，能夠幫助設計人員更好的了解橋梁工程過程中可能出現的問題，并采取合理的解決措施，進一步保證橋梁工程的施工進度，減少施工資源的浪費。由于我國橋梁工程較多，采用先進的BIM技術，能夠幫助設計人員更好的構建橋梁工程模型，優化橋梁工程設計方案，從而有效保證工程的總體施工質量。

BIM技術具有良好的可視性，在橋梁工程中，實現可視化具有一定的難度，采用先進的BIM技術，能夠實現橋梁工程的可視化，幫助設計人員更好的了解橋梁工程內部情況，并結合施工現場的實際情況，制定合理的施工方案，盡可能縮短工程的施工周期，保證橋梁工程中的施工成本得到更好的控制。傳統的BIM技術主要采用3D模擬，隨著科學技術的快速發展，BIM技術能夠對工程施工成本進行有效控制，并結合橋梁工程的使用時間，準確判斷工程中的各項成本，保證工程中的預算工作能夠順利進行。

3、BIM技術在橋梁設計中的優化應用

3.1 構建BIM模型

進行橋梁設計時需要許多相關橋梁基礎構件的信息，如拉索、橋塔、橋塔、橋墩、超準梁、走道板等，搜集并整理好如此龐大、復雜的數據信息，是一件非常難度很大的事情，而BIM技術很好的解決了這個問題。BIM模型最主要的優勢是它包含整個項目全過程的信息，包括工程的設計階段、施工階段、后期運營維護階段，涵蓋范圍十分全面，且信息數據歸納整理得科學合理，使工作人員一目了然。在構建模型的過程中，工作人員應嚴謹地錄入和保留相關信息，為后續的工作做好鋪墊。

3.2 橋梁施工模擬應用

在橋梁工程施工模擬階段中，設計師可以利用BIM技術對整個工程項目施工過程進行模擬分析。在具體操作方面，操作人員需要將各工程施工計劃與三維建筑模型輸入BIM軟件設計平臺中，模擬分析橋梁工程施工進度，并對施工進度協調性與合理性進行研究，從而調整工程施工方案。在橋梁工程施工管理方面，建筑企業需要結合地形及施工條件等進行施工方法研究。比如在大型構件吊裝施工階段中，必須對吊裝工序進行合理安排，以確保工程質量安全。因此，在大型構件吊裝施工前，建筑企業可以通過BIM技術進行吊裝過程模擬，根據模擬分析結果進行吊裝施工工序與施工方法合理安排。在橋梁改造工程施工設計方面，周邊舊橋對改造工程施工具有一定影響，設計師需要利用BIM模型將工程項目周邊建筑物等模擬出來，通過可視化功能進行施工現場模擬分析，及時發現工程施工過程中可能存在的問題。

3.3 施工圖階段的應用

橋梁自身的施工圖階段主要就是對方案進行確定之后，對方案實現合理的完善，在這當中就需要對橋梁的設計功能以及要求和方式等進行明確，所以就需要在橋梁的施工以及養護管理當中能夠提供相應的圖紙來有效參考，需要確保圖紙的詳細以及可靠。總之，對于施工圖階段當中BIM技術的有效應用主要表現在設計以及方案的優化等方面。

3.4 工程量計算應用

設計師在利用BIM技術計算橋梁工程量時，必須遵循橋梁工程計算規范中相關內容，加強工程項目各部分模型尺寸工程量計算控制。比如在鋼梁結構組合部分工程量計算時，設計師需要根據橋梁設計圖示尺寸進行質量計算。在鋼結構部分工程量計算時，操作人員需要面對的板件數量與板件規格相對較多，僅靠人工計算統計出來的結果容易出現較大誤差問題，容易造成工程資源浪費問題。而將BIM技術應用于鋼結構部分工程量計算中，設計師可以通過BIM模型直接獲取板件數量，工程量計算結果更加精確。在BIM模型構建過程中設計師需要結合設計圖紙將檢查孔或者入孔等孔眼扣除掉，因此建筑信息模擬中鋼結構質量與設計圖紙計算工程量之間存在一定差距。在橋梁工程混凝土部分工程量計算方面，設計師需要對小箱梁結構進行計算分析。在小箱梁結構梁長統計方面，CAD圖紙和BIM技術最大梁長存在一定差距，BIM技術工程量計算精度更高，在預制小箱梁體積計算方面數值相對較大，與橋梁設計圖紙計算工程量之間差距較小。在BIM模型放樣方面，設計師主要以道路橫坡與縱坡等要素進行精確放樣，小箱梁梁體會在非平坡狀態下出現傾斜現象，導致橫坡方向梁體寬度拉長。在橋梁工程上部結構混凝土部分工程量計算過程中，設計師可以從BIM模型中進行小箱梁體積提取，其工程量計算結果與實際數值之間差距更小，計算結果更加可靠。

結語：

綜上可知，BIM技術是建筑企業橋梁建筑模型構建中的核心部分，可以通過建筑工程信息將橋梁建筑物模擬出來。在橋梁設計階段中，建筑企業BIM技術應用過程中可能會出現數據丟失、操作水平不足或者設計標準不一等問題，導致建筑資源共享難以實現，不利于橋梁工程未來發展。因此，建筑企業在橋梁工程BIM技術應用過程中必須加強BIM軟件設計平臺功能開發研究，注重BIM模型構建探索，通過仿真模擬確定各項目參數，從而為工程施工提供價值信息。