BIM 技術在橋梁工程設計中的應用分析

田磊

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，西安710075）

1 引言

為了提高橋梁設計工作的質量和效率，目前許多設計單位利用BIM 技術對橋梁工程整體設計進行模擬，直觀展現三維橋梁結構，為橋梁工程建設提供更好的技術支撐?；诖?，本文介紹了BIM 技術的優勢和應用特點，結合實例分析了橋梁工程設計中BIM 技術的應用。

2 BIM 技術的優勢和應用特點

BIM 技術的優勢和應用特點具體體現在以下方面：（1）參數化。在應用BIM 技術的過程中，根據參數化要點做好建模工作，確保各項信息銜接操作的有效性，在一次創建后可以進行重復使用，在某一過程遇到問題的情況下，只需要對部分內容進行修改，就能夠做好智能化聯動操作。（2）可視化。在橋梁工程運行過程中，BIM 技術能夠對全過程進行可視化操作，操作要點主要體現在橋梁梁體內部結構、施工方案、具體施工技術等方面。（3）節省成本。BIM 技術的有效應用，可以滿足施工設計方案要求，在施工操作過程中準確控制成本，并建立完善的運算體系，估算所需成本，確保資源配置的合理性。（4）加快工程進度。BIM 技術的應用根據施工方案要求，有效調整施工進度，確保項目進行的協調性[1]。

3 BIM 技術在橋梁工程設計中的應用

3.1 可行性研究階段的應用

在可行性研究階段的設計工作中，設計人員需要深入分析橋梁實際情況，并進行合理設計，明確橋梁方案設計。在這一過程中，方案具有多樣性，且需要投入很多的時間和精力。方案設計對準確性要求比較高，這就需要引進BIM 技術，通過BIM 模型呈現不同方案，將其轉變成斷面圖和立面圖。

3.2 施工圖階段的應用

在施工圖設計階段，設計人員需要對方案進行完善，明確橋梁設計要求、功能、方式等要求，為后期施工、養護提供支持，但必須確保施工圖紙的可靠性和準確性。因此，設計人員需要應用BIM 技術，做好方案設計，優化工作，提高橋梁工程的施工質量。

3.2.1 方案設計優化

在橋梁施工圖設計優化過程中，設計人員應對施工圖紙進行詳細設計，針對附屬結構、局部結構予以明確，為準確施工提供技術支持。同時，橋梁設計與交安、機電等專業存在交叉，設計人員需要針對橋梁和標志標牌、管線的相對位置進行核查，將構件進行重疊工作，提前優化方案。設計人員應用BIM 技術，檢索橋梁設計工作中遇到的問題，嚴格按照標準要求進行審核，確保橋梁設計的連續性，解決各項矛盾和沖突。

3.2.2 施工方案擬定與優化

BIM 技術能夠提供全面、詳細的橋梁信息模型，橋梁結構與施工模式之間的聯系十分密切，在施工方式發生變化時，橋梁配筋、形態都會改變。在施工方案擬定、優化時，設計人員需要應用BIM 技術，在施工階段針對各個環節進行模擬，充分控制橋梁施工過程[2]。例如，在橋梁工程施工過程中，設計人員可以利用有限元模型，針對橋梁結構的安全性進行分析，呈現各項施工方式的差異性和復雜性，以此為基礎合理編寫施工方案，為后續橋梁工程施工的有序進行提供支持，提升施工的整體質量和效率。

3.2.3 管理優化

BIM 技術是橋梁工程設計中的關鍵，也是橋梁建設的基礎環節。通過應用BIM 技術進行橋梁設計可以建立完善的橋梁全壽命模型。因此，施工人員需要深入分析橋梁工程實際情況，獲取施工準備、設計過程中的信息、數據，利用BIM 技術表達橋梁工程信息，利用模型對橋梁工程的作業區間進行優化，確保資源配置的合理性，將各項資源應用到后期施工、養護工作中，確保橋梁工程建設的有效性。

4 橋梁工程設計中BIM 技術的應用實例

4.1 橋梁工程實例

在某橋梁工程設計過程中，主橋部分的設計重點是高低塔單索面混凝土斜拉橋，總長約650m，跨徑最大值約330m。具體如下：（1）高塔塔柱高度約178m，共計29 對斜拉索；（2）低塔塔柱高度約122m，共計15 對斜拉索，西引橋總長約1 020m，東引橋總長約264m。在該橋梁工程設計過程中，設計人員應用了BIM 技術，取得了良好的設計效果。本文主要結合工程實例，分析橋梁工程設計中BIM 技術的應用。

4.2 BIM 技術應用實踐

在該橋梁工程設計過程中，設計人員應針對施工方案進行優化、選擇，實行精細化施工設計模式，橋梁工程中單幅掛籃支點到后錨固定點的距離約10m，首次澆筑形成的0 號階段長度約11m，在設計2 幅大噸位掛籃時會遇到很多難題，設計人員設置了臨時組拼掛籃，在完成后續節段之后，長度會滿足設計要求，這時應分離2 幅掛籃。同時，設計人員需要充分考慮高空作業安全問題，盡量不在高空進行施工，焊接作業最好一次性完成。因此，設計人員在橫橋向實行錯位分布模式，在左右兩側布置了2 幅掛籃，間距約為0.75m，有效避開主縱梁重疊位置。另外，為了有效地控制控支反力，設計人員在使用前后支點結合的位置，設置了掛籃體系。在橋梁設計工作中，設計人員需要明確預應力布置要求，以此為基礎合理布置預留孔洞、設置不同類型的預應力，并深入分析同主梁階段的實際情況，通過BIM 技術建立主梁階段、掛梁、預應力相關的模型，充分利用BIM 技術碰撞檢測工作，有效開展碰撞檢測分析工作，嚴格按照檢測報告，及時優化、調整存在沖突的構建，有效提升設計的整體質量。

在橋梁結構設計過程中，設計人員需要從施工角度做好分析工作。為了有效控制各項風險問題的出現，在設計準備階段，技術人員需要利用BIM 技術進行核查，針對橋梁施工設計中的各項影響參數予以分析，在遇到設計變更問題時，可以加載變更后的橋梁模型，利用警告信息針對預警參數進行核查[3]。

5 結語

綜上所述，在現階段橋梁設計中，BIM 技術是一項新技術，在實際應用中表現出很多優勢。隨著BIM 技術的廣泛應用，其功能也在不斷完善，在未來建筑行業發展中將成為一項關鍵技術。