BIM技術在大跨度斜拉橋設計中的應用

孫 程

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 項目概況

某橋梁項目是當地建設的重點交通項目，是連接各個主要城市的主要通道，總長度為9.6 km，為雙向六車道項目。項目總投資40億元，主橋設計為兩跨500 m雙塔雙索面疊合斜拉橋連續跨越橋梁，斜拉橋在實地中共同使用一座交接墩。

2 CATIA3DEXPERIENCE建模

本次橋梁工程在設計中，主要是分成六個部分來進行，具體的設計方式如下所示。

2.1 骨架建模

經過長期的總結和分析，了解到工程的實際情況，經過各個專業技術人員的綜合分析，確定在本次橋梁設計中通過坐標系+道路設計線為主體骨架元素。骨架建模的方式就是根據預先設定的道路設計標線，利用假定條件進行外部設計的指導，逐步將上下結構、主橋主塔、拉索模板等各項條件都輸入到定位設計結構中，主要的操作方式如下所示：(1)將預先設定的道路標線全部都輸入到系統內(3D)；(2)編輯表格：然后將橋梁中的各個組成結構部分的定位元素進行合理的輸入；(3)編輯程序：主要是進行工程模板的編輯，與相應表格對應設計，可以實現定位操作；(4)運行程序，最終形成橋梁的骨架。

2.2 構件模板

構件模板和骨架模板設計的思路是相同的，構件模板應該按照其組成結構的特點，首先就是要假設外部參考條件，然后按照要求進行各個構件建模。假設外部參考條件是非常重要的，在構件模板的設計中提供基礎條件。因預先假設了外部參考條件，所以在骨架沒有完成的條件下就能夠進行模型建立。

2.3 模板實例化

各個部件都有相似性的特點，根據參數的要求來進行模型的建設，通過該模型可以根據不同外部參考條件和內部結構參數來建設統一模型，就能夠達到該過程中的模板實例化分析。模板實例化中就是把所有參考條件全部都組合成為骨架結構。模板設計環節，要將各個模板材料屬性標注，就能夠獲得體積與重量等特性。然后是把各個模板按照類別劃入到各個目錄中，設計人員可以隨時使用。模板定義操作結束之后，能夠在骨架中實施模板實例化操作，因為先前骨架坐標是利用智能陣列方式的命名規則來實現，可以通過應用模板實例化的Action功能進行自動匹配骨架坐標，然后能夠實現批量化的設計作業。

2.4 模型的應用

在大跨度斜拉橋梁設計階段，構建橋梁模型是非常關鍵的一項內容，因此在設計階段按照工程的要求，采用BIM技術將模型構建使其通過模型對各種設計參數進度調整。

(1)設計變更

根據設計要求進行變更模擬分析，比如橋墩模型設計中，其包含有蓋梁、墩柱、承臺、樁基等幾個部分，各個部分都有相應的結構模型，這使得變更更加順利的進行。如果是將其替換成為道路中心線，那么相應的骨架坐標以及位置信息也能夠進行調整。

(2)二維圖紙的生成

三維模型最為明顯的優勢就是能夠快速的完成二維圖紙的生成，且三維模型的設計可以提高各個細節部分尺寸設計的精確度，僅需要確定某個位置剖視三維視圖，就能夠快速生成二維圖紙，整個設計環節非常的方便，速度也比較快，圖紙精確度比較高。同時對于大跨度斜拉橋來說，通過BIM技術獲取相關數據后，在實現二維圖紙的基礎上，對圖紙內容中存在的問題能夠標識出來，方便了后續工作的開展。

(3)局部計算模型的生成

CATIA軟件在計算過程中，還有著一定的缺陷， 要逐步的完善， 當前可以把模型信息按照規定的計算格式存儲和應用，然后就能夠全部都導入到軟件內做出各個數據的計算分析。本文不做重點分析。

(4)3DVIAComposer施工模擬

3DVIAComposer為比較先進的圖形處理軟件，主要的作用就是可以給企業提供產品文檔維護作用。與CATIA軟件能夠實現兼容和應用，且能夠直接讀取其他CAD格式的3DCAD數據，能夠根據需要設計出高度壓縮輕文化格式。該橋梁項目在進行模型設計結束后，通過應用3DVIAComposer來進行整個方案的動畫模擬，然后實現CATIA模型分析，能夠重點掌握材質、色彩等屬性的綜合分析，能夠有效的模擬橋梁施工的整個過程。

3 技術展望

(1)工程項目設計環節通過BIM技術的應用可以提升工程的質量和效率，防止在施工中存在返工等問題，縮短工期，提高經濟效益。(2)BIM在前期方案設計環節有著非常好的應用效果，可以保證結構設計達到科學性與合理性，各個方面的數據計算更加的精確，保證二維圖紙的精確度，應用效果非常的明顯，保證工程質量水平達標。(3)BIM已經被廣泛的應用，并且很多國家都出臺相應標準，以保證其合理的使用。BIM在我國建筑行業的發展中起到極大的促進作用，發揮出建筑設計的優勢，引來建筑領域的重大變革。未來發展中，還需要深化BIM技術的應用，促進工作質量和效率的提升，實現建筑行業的全面發展。

4 結 語

綜合以上分析，在大跨度斜拉橋梁設計環節中，通過BIM技術的應用大大的提升了設計效果。這主要是BIM技術具備可視化、碰撞檢測以及模擬模型等優勢，在設計中能夠直觀的對橋梁參數進行調整，優化設計存在的不足。