橋梁工程設(shè)計BIM 技術(shù)應(yīng)用的研究

劉配寧 鄧森文 王振奎 段 磊

（西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安710123）

BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用到工程設(shè)計之中，通過BIM技術(shù)的引用，利于提高設(shè)計效率，能夠保證設(shè)計效率。因此，作為設(shè)計人員，在應(yīng)用BIM 技術(shù)過程，要結(jié)合具體工程實際，科學(xué)的應(yīng)用BIM技術(shù)，從而才利于不斷提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)以三維技術(shù)為手段來構(gòu)建較為直觀的道路模型，通過該技術(shù)形式展現(xiàn)出的道路橋梁及各部分的動態(tài)效果，能夠更為清晰地呈現(xiàn)項目的真實狀況，從而為提升設(shè)計的系統(tǒng)性與精細(xì)度提供前提，從而實現(xiàn)對橋梁更為優(yōu)質(zhì)的設(shè)計。在橋梁實施過程中引用行業(yè)較為前沿的技術(shù)類型，能夠有效推進橋梁建筑行業(yè)向更高的數(shù)字化水平邁進。施工人員能夠借助BIM技術(shù)實時掌握橋梁的設(shè)計理念、具體模式及成本投入等信息，隨時跟進項目進展。施工人員能夠通過對上述信息的分析，適當(dāng)完善設(shè)計細(xì)節(jié)及具體的管理舉措，從而推動項目能夠按照規(guī)劃順利實施。此外BIM技術(shù)在橋梁建設(shè)行業(yè)中的應(yīng)用，不僅明顯突破了傳統(tǒng)手段的局限性，同時還能夠進一步優(yōu)化業(yè)務(wù)處理及流程設(shè)置，該技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計理念更為直觀、細(xì)致地展現(xiàn)給施工人員，在團隊的協(xié)作下完成橋梁設(shè)計模型的構(gòu)建，為實現(xiàn)橋梁建設(shè)做好扎實的基礎(chǔ)鋪墊。

2 BIM 技術(shù)特點

2.1 關(guān)聯(lián)性

BIM技術(shù)是借助模擬的形式，將建筑的不同階段及涉及到的相關(guān)環(huán)節(jié)信息進行有效的關(guān)聯(lián)，即在實施橋梁設(shè)計時，該類技術(shù)能夠有效減少同一信息的錄入的重復(fù)率，在減少工作量的同時，也能夠避免由于信息重復(fù)而產(chǎn)生的內(nèi)容分歧。如果相關(guān)的某項信息進行變動，則其他信息也會自動隨之更新，這樣便會形成新的數(shù)據(jù)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)的自動化更新效果。

2.2 模擬性

BIM技術(shù)通過采用模擬的形式，為施工人員提供可視化的施工場景。在具體施工時，技術(shù)人員能夠基于三維模型增加相關(guān)的條件，從而將模型升級為4D 模式，這樣更有利于促進施工方案的確定，同時再將4D 升級為5D，從而實現(xiàn)對成本的有效控制。

2.3 可視化

該技術(shù)突破了傳統(tǒng)平面設(shè)計樣圖的效果，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將設(shè)計線條按照設(shè)計理念進行拼接，從而構(gòu)成三維形式的設(shè)計樣圖，將原本單一的圖紙效果變得更為生動和真實。BIM技術(shù)能夠全面滲透于設(shè)計、施工及運營等多個環(huán)節(jié)，為不同階段工作人員的交流建立順暢的途徑，從而在創(chuàng)造商業(yè)價值方面也顯出具有優(yōu)勢的作用。

3 橋梁工程設(shè)計中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 組建橋梁工程模型

若想獲得更為優(yōu)化的設(shè)計方案，提升橋梁施工的總體效果，首先便需借助BIM技術(shù)來組建更為完善的模型。當(dāng)前我國橋梁建設(shè)項目的施工量較大，且覆蓋面較廣，因此設(shè)計人員在實施橋梁設(shè)計時，需設(shè)計出精準(zhǔn)度較高的局部與整體兩組模型。值得注意的是，在設(shè)計局部模型時，設(shè)計人員應(yīng)基于以往的建模成果來準(zhǔn)確計算模型時間。而實施整體模型的設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)注意充分把握橋梁的信息，從而進一步豐富圖形數(shù)據(jù)。此外，橋梁項目的計算工作獨特性較高，因此設(shè)計人員在實施橋梁設(shè)計時，需盡量構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡單的橋梁，并處理好不同橋梁之間的內(nèi)在聯(lián)系。也可借助模型來對施工情況進行模擬，即使用上述的可視化技術(shù)來實施控制施工的進展情況，同時將具體的進度規(guī)劃明確列出，盡量緊密連接計劃與BIM 模型，此后運用科學(xué)的方式將計劃中的二維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的模型形式，這樣便提升施工動態(tài)模型的感官效果，設(shè)計人員也能夠以此準(zhǔn)確掌握施工的進展情況。最后要科學(xué)處理BIM模型中產(chǎn)生的文件信息，并將其妥善保存至iPad。設(shè)計人員應(yīng)與施工人員共同通過iPad 對施工項目進行遠(yuǎn)程監(jiān)控，全面統(tǒng)籌協(xié)調(diào)資源，嚴(yán)格控制工程細(xì)節(jié)的實施，從而保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)設(shè)的設(shè)計要求。

3.2 擬定橋梁工程施工方案

使用BIM技術(shù)參與施工方案的設(shè)置，首先需先全面掌握橋梁信息，同時做好原料配置及運輸、路橋的結(jié)構(gòu)、跨度、支座等部分的設(shè)計工作。其次需深入挖掘BIM技術(shù)優(yōu)勢，形成較為全面的施工計劃和說明，明確核心的施工技術(shù)種類。需注意的是，對于不同種類的支座，使用的施工方式也不同。因此設(shè)計人員對于支座部分的設(shè)計，應(yīng)考慮到施工技術(shù)實施的便利性，從而形成更具適用性的設(shè)計內(nèi)容。第三使用BIM 技術(shù)參與橋面鋪裝、防水及排水施工、伸縮縫、安全帶等部分的施工方案設(shè)計，能夠大幅提升橋梁的藝術(shù)性，同時提升橋梁的質(zhì)量，延長其使用周期。另外設(shè)計人員還需充分考慮設(shè)計方案內(nèi)容的科學(xué)性，確保設(shè)計內(nèi)容不會存在內(nèi)在沖突，設(shè)計人員可使用BIM技術(shù)進行準(zhǔn)確度較高的核算，對圖紙進行反復(fù)校驗，自動形成橋梁項目的施工原料清單。此后將該清單與二維圖紙進行對照，便可直觀發(fā)現(xiàn)工程量計算方面的問題。第四可使用BIM技術(shù)來對沖突進行細(xì)致的排查，努力提升橋梁設(shè)計成果的直觀性。還可使用Autodesk Revit 手段來進一步完善優(yōu)化工作集等，提升各模型與模塊之間的關(guān)聯(lián)性。

3.3 工程量的自動計算，自動成圖和細(xì)節(jié)設(shè)計

BIM技術(shù)投入使用后，能夠?qū)崿F(xiàn)將項目涉及的所有數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一存儲于專門的數(shù)據(jù)庫中，且技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段隨時對數(shù)據(jù)信息進行檢索和查閱，從而提升工程量分析的精準(zhǔn)度，降低人為誤差造成的項目設(shè)計與實施方面的失誤。使用BIM技術(shù)獲取與工程量有關(guān)的數(shù)據(jù)，還能為工作人員進行項目成本預(yù)算提供極大的便利，進而確定更為適宜的方案種類，同時上述數(shù)據(jù)信息還能在工程完成后的統(tǒng)計部分發(fā)揮作用。圖紙管理設(shè)備能夠有效將圖紙進行分類整理，具體可按照功能的差異進行類別劃分，這樣便會給繪圖人員提供極大的便利，從而提升管理效果。實施上述措施，能夠大幅減少繪圖占用的時間，且繪圖成果也體現(xiàn)出更高的精準(zhǔn)性。可以細(xì)節(jié)為基礎(chǔ)設(shè)置尺寸的初始值，運用科學(xué)的設(shè)計方式實現(xiàn)對價值節(jié)點數(shù)據(jù)庫的設(shè)置，同時運用BIM 模型監(jiān)管節(jié)點的拼接，從而實現(xiàn)細(xì)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量與效果的提高。此外不同的構(gòu)件內(nèi)部還存在較為復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性，因此還可通過自動節(jié)點進行操作，在完成現(xiàn)場安裝時，便可使用BIM軟件來提升節(jié)點的準(zhǔn)確度，從而使施工效果最大限度達(dá)到設(shè)計要求。

3.4 設(shè)計合理性及沖突檢查

BIM技術(shù)還能對圖紙進行前期的校驗與審核，從而進一步明確工程實施的重點，提升工程量統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。建立的立體模型能夠直觀展現(xiàn)出圖紙中的問題和偏差，方便設(shè)計人員及時發(fā)現(xiàn)并進行改善，從而切實提升施工的質(zhì)量和效果。此外該類技術(shù)還可在清單的設(shè)置與對比環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，明確列明需采購的物品，同時還能夠細(xì)致排查對于工程量的統(tǒng)計是否有偏差。突擊檢查也是該技術(shù)中較為基本的職能，該方面職能明顯突破了傳統(tǒng)的模式，優(yōu)化了傳統(tǒng)方式中存在的溝通不及時、整體協(xié)調(diào)性不佳等問題，進一步提高了設(shè)計環(huán)節(jié)的效率，同時降低資金成本。此外BIM技術(shù)還能對設(shè)計環(huán)節(jié)進行集合管理，對設(shè)計過程中產(chǎn)生的檢測問題進行了改善，從而梳理了工程的實施流程，提升其秩序性。

總之，隨著新時期發(fā)展，在有效的開展橋梁工程設(shè)計研究過程中要提高BIM 技術(shù)的應(yīng)用水平，通過結(jié)合以上分析，研究了BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計中的應(yīng)用對策。希望結(jié)合進一步闡述，能夠不斷提高橋梁工程建設(shè)水平。