BIM應用于市政橋梁設計的實踐分析

鐘建華

（中國城市建設研究院有限公司浙江分院 杭州 310004）

在經濟快速發展過程中，相應增加了橋梁工程數量。橋梁工程會受到多方面影響，尤其是自然環境的影響，當處于惡劣天氣時，會使橋梁受到不同程度損害。此外，地質災害與人為操作也會對橋梁結構造成破壞影響，降低橋梁安全性能，甚至還會使橋梁出現坍塌事故，嚴重威脅行人的生命財產安全。基于以上方面，必須注重公路橋梁設計問題，確保整個施工建設的穩定有序開展。通過應用BIM技術可以改善橋梁設計與實踐問題。傳統橋梁工程建設采用CAD技術制作二維圖紙，通過專用軟件轉化為三維圖紙，為技術人員提供參考。傳統設計與施工模式復雜，且存在不足和弊端。若CAD制圖錯誤，將會導致后續三維成圖錯誤。由于三維成圖存在不可逆特點，上述問題都會影響橋梁設計效果。

1 BIM技術與發展現狀

BIM技術屬于特殊工作方式，隨著智能化系統的研發，可以有效結合三維模型與智能化系統，以此建立三維模型智能化工作方式。在研究橋梁設計時，BIM技術可以有效結合智能與三維模型，以此簡化橋梁結構設計的復雜性。建筑信息建模管理屬于BIM的基本含義，通過數字形式描述出建設項目的物理功能。在項目前期立項、設計和施工維護等環節均可應用BIM技術，形成專業的數據庫。在實際建造之前，需要使用BIM技術在計算機設計平臺之上，按照建造結構的實際要求，不斷加強進行優化設計，之后再將設計結果體現在建筑結構設計當中，這樣不僅可以加強建筑結構的設計質量，還可以降低生產成本，減少建設工期。BIM技術屬于建筑技術的革新，能夠促進建筑行業的發展，提升工程信息化密集度。

2 市政橋梁設計現狀

2.1 缺乏專業協調

由于橋梁工程的綜合程度比較高，整個設計過程復雜。在設計過程中需要考慮到不同專業的設計合理性，確保各專業的協調。在市政橋梁設計中，設計圖紙由不同專業負責繪制設計圖紙，從而導致工程設計無法及時進行協調溝通，還會導致不同專業的設計圖紙存在矛盾，增加后續橋梁施工難度。

2.2 缺乏安全性設計技術

橋梁工程設計期間，既要確保整體美觀性，還應當考慮到橋梁的安全性。當前我國關于市政橋梁的安全性設計還比較低級，設計人員通過現有設計規范和工程案例，對橋梁結構進行經驗設計。由于不同橋梁工程所處的環境不同，如果只是按照設計圖紙與規范指標，沒有考慮到實際因素，將會影響橋梁設計效果。

2.3 缺乏后期設計方案

橋梁工程都分布在交通復雜地段，對于設計的要求比較高，同時對施工建設的要求也比較高。現階段對于橋梁工程來說，必須按照傳統先設計后施工方法。然而在實際施工期間，沒有結合具體的施工條件，極易增加后續施工難度。這樣不僅會對工程建設進度造成影響，還會增加工程資源浪費與資金消耗。

2.4 設計圖紙不準確

橋梁工程設計過程中對于臺橋尺寸、高度，錨塊位置及大小，橋臺建設所需混凝土，都需要通過CAD圖紙進行人工設計。橋梁工程的結構復雜，且不同型號包含多種構件，整個計算量比較大，還會消耗人力物力，極易出現差錯。工程設計數據不準確，還會對工程結構性和安全性造成影響。

3 BIM技術在市政橋梁設計中的應用

在BIM技術快速發展過程中，已經被廣泛應用于市政領域，既可以改善橋梁設計的弊端，還能夠為后續橋梁設計提供參考。通過技術應用調研可知，BIM技術在市政橋梁設計中的應用如下：

3.1 建立BIM云平臺，加大專業協調度

橋梁工程設計的復雜性比較大，信息整合量多，從而導致協同設計難度大。傳統橋梁設計的信息管理多采用人工管理和處理，會降低信息整合效率，信息傳輸效率低下。通過應用BIM技術，在項目內部建立BIM協同平臺，將不同專業部門所收集的數據傳輸到云平臺中，通過BIM技術當中的云計算功能和云平臺功能，提升信息管理的高效性和安全性，便于獲取信息數據。在工程后續設計中，不同專業技術人員可以在云平臺上下載信息圖紙，通過BIM繪圖軟件建立三維信息模型。不同專業部門和技術人員都可以在云平臺上分析和討論模型存在的問題，按照修改意見對信息進行更新，以此提升工程設計效率。然而需要注意的是，BIM協同技術處于發展階段，需要接觸國外技術支持，技術和軟件均不成熟。在后續發展中還應當開發自主平臺，增加新功能。

3.2 基于場景模擬提升橋梁安全性

在傳統橋梁設計中，主要是按照現有工程案例和人工經驗開展設計，沒有結合工程實際特點，無法確保項目設計的安全性。導致該項問題的主要原因在于缺乏技術。通過BIM技術模擬性優勢，可以將工程所在地的水文地質信息、環境信息、氣候信息加入到BIM軟件中，分析工程安全性的影響因素。通過軟件可以提供橋梁排水能力、承載力和耐久性指標。技術人員按照指標，分析橋梁結構設計的強度，確保其滿足工程要求。由于BIM技術處于發展過程中，還需要不斷升級和更新軟件，完善BIM體系。同時還應當提升相關功能。由于部分技術處于理論階段，實際應用差距較大，在后續工程建設中還應當按照工程實際情況，促進BIM技術發展。

3.3 實現設計施工一體化

在傳統設計中，所制定的橋梁工程設計方案的施工可行性比較低，通過設計方案無法預測工程建設可能出現的問題。在引入BIM技術之后，可以通過3D數據模型模擬整個工程，通過技術所具備的模擬性和可視性特點，深入分析現場施工的可行性。在三維立體設計中，可以清晰觀察到項目概況，明確工程施工思路。同時可按照現場條件對施工過程進行模擬，制定多種施工方案，確保整個工程的良好有序開展。

3.4 借助云計算技術，提升設計精準度

在橋梁工程設計中，數據準確性屬于重要指標，會對整個工程建設過程造成影響。通過BIM技術可以分析計算橋梁的各部件，以此獲得構件的信息，以此控制工程成本。此外BIM軟件可以將數據精確到小數點后4位，能夠明顯提升數據計算能力，構建準確性和設計效率。然而通過分析BIM軟件的應用現狀可知，當前比較缺乏專業BIM人才，并且對于軟件的操作都不熟練，在橋梁工程設計中無法發揮出BIM技術的優勢。所以在未來發展中，應注重培養BIM人才，全面提升軟件的有效利用率，進一步提升設計效率。

4 結束語

綜上所述，橋梁工程建設城市現代化建設中占據重要地位，通過橋梁工程設計能夠促進城市發展，緩解交通壓力。在橋梁工程設計中應用BIM技術，既能夠提升設計效率，還能夠維護結構安全，降低施工安全風險與成本支出。由于我國BIM技術處于探索階段，仍然存在較多問題，在實際應用中必須進行優化改善，全面發揮出BIM技術在橋梁工程設計中的作用。