BIM技術在橋梁工程設計階段的應用研究

孟凡圣，劉勁草

(1.黑龍江省龍建路橋第三工程股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 引 言

BIM技術是橋梁設計中最為關鍵的技術，由于該技術在我國建筑業應用時間比較晚，在最近幾年才在工程中被廣泛應用。但是國外其他國家對于BIM技術應用的案例非常豐富，而且也有著較為完善的政策支持。因此，BIM技術在我國建筑領域應用時被認作是CAD技術的革新。從長遠角度分析發現，BIM技術能夠實現工程設計和施工質量和效率的提升，對于我國行業發展具有重要意義。就目前大多數的橋梁工程施工而言，工程數量工程規模都在增長，但是在BIM技術應用中卻顯得非常少。本文針對BIM技術應用進行分析，提出在設計階段應用的價值和具體方法。

2 橋梁工程項目的設計特點

2.1 結構設計相對復雜

橋梁工程中涵蓋的結構構件非常多，而且橋梁結構比較復雜，在施工過程中需要實現非常多構建的緊密連接，而這一現象讓橋梁工程在設計時考慮的因素增多，如果出現考慮不周到將會出現設計問題。比如說連接件錯誤和穩定性不足，等。在以往應用二維圖紙進行分析時，工作人員需要借助對圖紙的校對進行設計分析，但是由于檢測方法有限，并不能實現圖紙中設計問題的及時發現，很有可能對后續施工造成困擾，出現大量的返工。即使已經發現了設計圖紙中出現的問題，由于二維技術存在較強的局限性，也無法實現對工程設計圖紙的科學修改，而這一情況會引起圖紙與實際情況不符。

2.2 構件數量和體積較大

在橋梁工程設計中，設計人員需要從多方面進行設計結構的考慮，保障設計的合理性，由于橋梁工程中涉及的預制構件非常多，而且很多預制構件數量大、體積大，在設計過程中工作人員需要結合橋梁工程的施工環境、施工能力以及現場設備等進行科學分析，讓預制構建能夠滿足橋梁工程的應用需求，實現設計方案可行性的提升。如果在設計過程中出現了結構設計不合理，或者結構構建尺寸與現場的尺寸和形式存在不統一，將會對設計圖紙進行修改，甚至引起構建的質量隱患，這一情況不僅會影響到橋梁工程的施工進度，還會引起成本投入的增加。比如說，在進行橋梁工程中應用混凝土構件時，如果出現了混凝土構件的質量隱患，將無法滿足橋梁工程建設的穩定性要求，大多數情況下只能選擇對混凝土構件的報廢處理，重新進行預制構件生產。

2.3 施工環境相對復雜

橋梁工程與其他工程相比，橋梁工程的施工環境更加復雜，常常面臨著跨河和跨山谷的現象，為了實現橋梁工程順利施工，必須要保障工程的質量與安全，通過合理的設計方案選擇，加大對施工環境的考慮與分析，在不同的橋梁工程中面臨的施工環境也有很大差別，雖然可以借鑒類似的環境進行設計分析，但是難以保障同樣的施工方案可行有效，這一情況會引起橋梁工程施工的阻礙，甚至會出現質量、安全、成本等方面的影響。

3 BIM技術在橋梁工程設計階段的應用

3.1 構建模型并進行精確計算

在橋梁工程設計階段，通過對BIM技術的應用，讓工程設計更加科學，滿足工程的相關要求，同時也能讓橋梁工程質量安全進度得到保障。在BIM技術應用下主要是實現對工程設計的協同，每一位設計人員都需要在設計平臺中加大對數據和信息的共享，實現工作人員之間的有效溝通，改善以往傳統的工作模式，既保障工作效率提升，又能夠積極解決橋梁設計中出現的問題。通過對此現象的研究發現，以BIM技術為基礎大大節約了工程成本，BIM技術在應用過程中實現了橋梁工程施工模型的建立，對橋梁工程施工模型和整體施工的科學性進行計算，尤其是在局部計算時，能夠對建模的結果進行利用，獲取相應的圖形和數據信息，讓整個模型計算更加科學。也就是說，在BIM技術應用中，通過整體計算能夠讓橋梁工程設計結構更加簡便，保障了橋梁設計的高效性，通過數據傳遞減少浪費的設計時間，實現工作效率、工作質量的增長。

3.2 擬定并優化施工方案

BIM技術具備可視化優勢，能夠將可視化設計應用到橋梁工程的信息模型構建中，以構建的模型為基礎確定橋梁工程施工的具體方案，然后以BIM技術為基礎，通過對整個工程施工過程的展示，讓設計的信息模型更符合橋梁工程的應用價值，保證橋梁工程整體施工安全與質量提升。通過對三維模型的分析，能夠讓工程施工模擬更加直觀，而工作人員能夠及時發現工程施工中存在的問題，及時做出施工進度和施工方案的調整，在施工模擬中可以展現不同的施工方案，并且用一定的區分方式進行差異化研究。以BIM技術為基礎，將收集到的模型數據導入到智能設備中，讓設計人員和施工人員通過遠程溝通交流，保障設計方案的可行性提升，加大對施工方案和設計方案的優化選擇。另外，BIM技術能夠展現橋梁工程設計中資源分配的合理性，讓設計方案更能滿足工程的經濟性要求。

3.3 對出圖模板進行設置并且創建施工圖

在橋梁工程設計圖完成之后，需要將圖紙交付給施工單位，如果采用以往傳統的2D技術，無法實現橋梁設計中堆疊位置的展現。而應用BIM技術之后，能夠通過幾何圖形實現橋梁工程所有精準位置的立體展示，避免了以往傳統型設計圖紙的表達障礙，讓工程圖紙更加直觀也更加豐富，表達的數據信息模型信息也更加精準。另外，通過BIM技術能夠對工程的細致劃分，實現設計圖紙應用效率提升。

3.4 統計工程量

在以往的橋梁設計中，工作人員普遍應用CAD進行工程量的統計，或者以相關的造價軟件進行施工量的計算，在應用此種方式時，會消耗非常多的人力和物理資源，甚至因人力操作失誤而引起誤差。在BIM技術應用之后，能夠結合該技術建立橋梁工程施工的模型，并且在整個模型的基礎之上實現橋梁工程構建信息和數據的獲取，加大對工程施工中工程量的統計。在工程量統計完成之后，能夠以BIM技術為核心實現工程量的直觀展示，在設計過程中，如果需要進行部分模型的調整，還可以結合相應的數量以及定額情況，對工程量統計數據進行調整，同時。在調整時，BIM系統會將變化的區域進行表達，保障設計和工程量計算的精準性。

4 結束語

總而言之，橋梁工程是我國交通工程的關鍵部分，由于橋梁工程施工中會涉及到大量投資，而且技術性強，難度非常大。為了保障橋梁工程質量，需要加大對橋梁工程設計的分析，在設計階段通過BIM技術應用，以BIM技術應用優勢為基礎，實現設計的可行性提升，滿足工程的經濟性要求。另外，設計人員需要加大與施工人員之間的溝通，快速掌握橋梁工程設計中涉及的資源和信息，為設計方案優化提供依據，保障整個工程成本投入的下降。