裝配式市政橋梁設計管理中BIM技術的應用探討

李華

（重慶市市政設計研究院 重慶 400000））

0 引言

隨著國家社會主義現代化進程的推進和城市建設步伐的加快，國家對于城市基建的建設也越來越重視。以市政橋梁為例，其作為城市基礎設施建設的一部分，其建設是一個城市發展的基礎與前提，同時又是城市基建的一個重要組成部分。市政橋梁的好壞對于交通運輸領域發展進步具有極為關鍵的影響，而且與廣大群眾出行的安全具有極為緊密的關聯。在裝配式市政橋梁設計中由于涉及到的內容多、周期短、建模軟件缺乏，因此尋求一種能夠有效解決以上問題的技術就顯得十分緊迫。BIM技術的出現可以讓設計人員以更加直觀的方式對市政橋梁模型進行設計，并且能夠對模型中存在的一些問題進行有效的分析和整改，是實現裝配式市政橋梁全生命周期設計的必要條件，最終達到提高市政橋梁設計質量的目的，市政橋梁設計BIM技術的應用如圖1所示。

圖1 市政橋梁設計BIM技術的應用

1 BIM技術模型中的設計種類

1.1 構件類型

一般的市政橋梁構件類型中，BIM技術所占比例較大，其中市政橋梁材料、幾何尺寸等都屬于BIM包含的范圍。市政橋梁材料和幾何尺寸等都能以直觀清晰的方式呈現出來，易于工作人員的理解。尤其是節點等方面的設計，BIM技術的應用能夠快速地分析構件的用處。

1.2 整體和層次間的關系

在BIM未使用的時候，工作人員要明白就必須要進行模型構造。在模型的構件中很多復雜的數據材料工作人員無法輕易的掌握和理解，BIM技術的出現能夠以模型的方式對橋梁實現改造，從而讓工作人員以一種更直觀的方式理解設計方案。同時BIM技術中的協調性能夠很好的消除設計和施工中存在的問題，保障部門間的合作與分工，從而達成整體和層次之間的關系，BIM市政橋梁設計的整體性如圖2所示。

圖2 BIM市政橋梁設計的整體性

2 BIM技術在裝配式市政橋梁設計中應用的關鍵價值點

2.1 提高裝配式市政橋梁設計效率

傳統預制市政橋梁設計施工圖的設計是在平面上，形成二維市政橋梁圖紙，單獨的節點位置畫一個三維的表達，市政橋梁設計方法為一個特定的節點分離，更難以實現預制現澆構件預制分離，不能對一小部分進行整體設計和布局優化。預制市政橋梁設計BIM軟件可以實現市政橋梁集成優化各專業圖紙，BIM軟件可以提供預制市政橋梁基于數據的系統設計，2d設計轉化為3d設計市政橋梁圖紙，運用可視化三維模型，可以直接發現問題和改進。與傳統的設計方法相比，由BIM軟件建立三維模型更準確，可以加快完成設計圖紙，減少返工，確保施工進度。基于BIM的三維模型，其可視化能夠方便修改，在施工前能夠模擬實體市政橋梁，減少設計的錯誤，使市政橋梁模型符合建設項目的實際情況，最終提高了裝配式市政橋梁各專業的設計效率。

2.2 精細化設計降低裝配式市政橋梁的設計誤差

因為預制構件設計的復雜性，施工圖經常遇到墻、管等情況，以往設計方法設計的圖紙，即使是二維圖紙，上面的問題是不容易找出來的。在施工的時候，問題就會暴露出來，碰撞發生后，建設單位不得不要調整施工方案，避開碰撞的地方，這樣就會導致使用的市政橋梁材料增多，拖慢了施工進度，最終導致項目不能按時完成。BIM軟件就不會出現這個問題，有了三維模型后，模型會被軟件自動檢測、評審，模型設計中存在的問題歸納為一起，設計人員收到問題信息后對設計方案進行整改、修正。整改、修正完畢，BIM軟件又重新檢測、評審三維模型，并再次提示錯誤，如此反復多次，直到所有問題都得到解決。

2.3 實現裝配式預制構件的標準化設計

標準化的原則是：簡化、統一、系列、通用、組合、模塊。統一化、通用化其實概念差不多，在裝配式建筑設計中為了使預制構件能夠共用模具，節約成本，通常使構件做到形式統一。復制、旋轉可以認為是相同構件的，而鏡像卻是不同構件，在傳統項目總體規劃的時候通常見到互為鏡像的樓棟相拼，而在裝配式項目中比較多的是平移關系。組合化、模塊化則將單一的構件賦予變化，通過一種構件甚至多種構件的排列組合形成不同的變化形式，這在市政橋梁的正型、立面以及使用功能上都有反映。

2.4 在市政橋梁設計協同中的應用

BIM模型將各個學科整合成一個三維模型，不僅可以準確直觀地觀察各個學科中構件的布局和布置，還可以觀察各個學科中構件之間的相關位置關系。此外，在BIM三維協同環境下，與設計、施工、機電安裝等協調準確高效，同時還可以對裝配件進行進一步的布置，提高合理性和利用率。

在市政橋梁設計的過程中使用BIM技術，能夠保證設計人員共同完成設計，并且對各項信息數據進行匯總，從而增強市政橋梁設計的協調性。運用BIM技術能夠實現市政橋梁設計數據之間的聯系。首先，中間的數據文件能夠作為連接因素，使用不同的軟件進行設計也可以將信息等進行合理的整合。除此之外，建立中性數據庫，將所得到的信息都集合到一個處理平臺上，再通過處理平臺對得到的數據進行處理，最終實現信息之間的共享。

2.5 應用于市政橋梁的可視化設計

BIM模型不僅可以被各個學科共同審查，而且可以在三維可視化環境中準確地發現各個學科的問題，同時解決多學科之間的協作難題。在土建施工過程中，相關施工人員在輸入各構件的材料、幾何尺寸、圖中標識、機電信息等信息后，即可準確地進行施工澆筑和安裝。同時BIM技術具有可視化的優勢，因此能夠保證項目參與者很好地理解市政橋梁的設計布局和其中的一些細節。除此之外，BIM技術還能夠讓設計者對市政橋梁設計中存在的問題做到及時發現和解決，最終得到各方都滿意的設計。

2.6 確保市政橋梁數據準確無誤

預制構件市政橋梁竣工驗收的時候，要對市政橋梁資料進行復核，確保市政橋梁質量過關，安全可靠，住在里面沒有危險發生。使用以往的市政橋梁設計方法建造預制構件市政橋梁，到竣工驗收時往往很費時間，這主要是由于預制市政橋梁設計復雜，包含的數據信息非常多，人手計算繁雜，容易出錯，需要多次計算，計算的過程中，工作人員會發生分歧，引起驗收階段不容易和驗收花費時間太長。

裝配式市政橋梁全生命周期設計應用BIM軟件能夠解決竣工驗收階段的數據核算問題，預制市政橋梁設計的所有數據資料都在BIM系統里面，每個項目各自創建一個數據庫，工作人員可以通過BIM系統審查數據庫的資料的正確性，這個可以作為施工項目驗收的理論憑證。

3 結語

由上可知，伴隨經濟飛快的發展進步，使城市化進程逐漸加速，在城市化建設的同時使得城市的交通面臨著巨大挑戰。在城市中，市政橋梁的建設為建設中極為關鍵的內容，市政橋梁的建設增多將會于一定程度之上使得交通所產生的壓力得到緩解。BIM技術的應用能夠極大的促進我國市政橋梁行業的發展。在裝配式市政橋梁設計當中，橋梁學科與其他各學科之間的協調與溝通是非常重要的。甲方、設計、施工等人員可以通過BIM進行溝通，BIM系統實現了信息的共享。甚至可以通過四維模型來模擬施工，使設計中的問題得以馬上解決。但當前BIM裝配式市政橋梁全生命周期中的應用還不是很成熟，如在預制構件生產、市政橋梁運維階段，這需要市政橋梁工程各個專業共同的配合與努力，對BIM進一步加以探究和分析，使其在市政橋梁工程中得到更好的應用。因此，在市政橋梁行業的發展過程中，要不斷深入對BIM技術的研究與運用，將BIM技術與裝配式市政橋梁很好的結合起來，保證BIM技術能夠在市政橋梁行業中的成熟運用。除此之外，我國應加強對BIM建模軟件對裝配式市政橋梁各專業及各階段適配的研發力度，才能保障BIM技術在市政橋梁行業中的廣泛應用。