BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用探討

潘宇

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司橋梁設(shè)計(jì)研究院，湖北 黃岡 435500）

在現(xiàn)階段我國橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)中，因?yàn)槊媾R著更高的建設(shè)要求，橋梁結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，在承載能力以及耐久性方面同樣也需要得到良好保障，如此也就必然需要重點(diǎn)圍繞橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)全過程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。從橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段來看，如果設(shè)計(jì)方案不合理，存在著較多的隱患和缺陷，必然也就會(huì)影響后續(xù)橋梁工程項(xiàng)目整體施工效果，切實(shí)提升橋梁工程設(shè)計(jì)水平極為必要。BIM 技術(shù)作為當(dāng)前工程行業(yè)中至關(guān)重要的新型技術(shù)手段，確實(shí)在多個(gè)方面發(fā)揮著積極作用，將其應(yīng)用到橋梁工程項(xiàng)目中，必然也可以更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 BIM 技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，該技術(shù)在現(xiàn)階段我國工程行業(yè)中的應(yīng)用越來越常見，也得到了高度認(rèn)可，自2002年提出至今，確實(shí)在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮出了重要作用。基于BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用來看，其最突出的特點(diǎn)就是構(gòu)建三維立體模型，進(jìn)而借助這一虛擬化模型實(shí)現(xiàn)對整個(gè)工程項(xiàng)目的優(yōu)化支持，在建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)際施工中能夠表現(xiàn)出更強(qiáng)的指導(dǎo)效果，在降低工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人工作壓力的同時(shí)，也有助于提升整體建設(shè)水平。在BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，為了更好地實(shí)現(xiàn)三維立體模型的構(gòu)建和應(yīng)用，最關(guān)鍵的是確保相關(guān)信息資料的充分準(zhǔn)備，尤其是對于工程項(xiàng)目中涉及的所有構(gòu)件，都需要準(zhǔn)確掌握其幾何信息以及屬性信息，進(jìn)而才能夠有效進(jìn)行整體模型的優(yōu)化構(gòu)建。從工程項(xiàng)目中BIM 技術(shù)作用表現(xiàn)上來看，其不僅僅可以在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中發(fā)揮較理想的指導(dǎo)作用，往往還能夠較好地服務(wù)于全過程的優(yōu)化管控，積極協(xié)助項(xiàng)目管理人員完成工程建設(shè)任務(wù)。

2 BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

基于當(dāng)前橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的開展而言，因?yàn)槠渫婕按罅繕?gòu)件，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)難度較大，任何一點(diǎn)細(xì)微偏差都可能導(dǎo)致整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)不夠可靠，由此形成嚴(yán)重隱患，進(jìn)而對設(shè)計(jì)人員提出了更高要求。在橋梁設(shè)計(jì)中，恰當(dāng)引入運(yùn)用BIM 技術(shù)也就成為比較重要的方式和手段，BIM 技術(shù)的應(yīng)用往往可以表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，具體如下。

（1）BIM 技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具備可視化特點(diǎn)，進(jìn)而也就能明顯降低設(shè)計(jì)人員的工作壓力，促使設(shè)計(jì)人員可以在虛擬化的三維立體信息模型上進(jìn)行設(shè)計(jì)處理，對于各個(gè)信息資料的應(yīng)用同樣也更為高效有序。在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，往往還可以呈現(xiàn)出不同顏色以及大小的各個(gè)橋梁工程構(gòu)件，以此不斷提升橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，避免了因?yàn)樵O(shè)計(jì)視覺呈現(xiàn)效果不佳帶來的設(shè)計(jì)隱患，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)方式。

（2）BIM 技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的計(jì)算分析能力，在面臨當(dāng)前越來越復(fù)雜的橋梁工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)體系時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要計(jì)算分析的內(nèi)容往往也更為繁雜，進(jìn)而也就極有可能導(dǎo)致一些錯(cuò)亂偏差問題出現(xiàn)。但是，在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，大量計(jì)算分析工作都可以自動(dòng)化完成，尤其是在工程量統(tǒng)計(jì)以及相關(guān)造價(jià)管理工作開展中，都可以形成更高效的處理效果。

（3）BIM 技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還具備明顯優(yōu)化效果，能夠全方位優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，促使橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案具備更強(qiáng)的可行性和協(xié)調(diào)性，盡可能規(guī)避各個(gè)設(shè)計(jì)隱患問題，降低后續(xù)施工中出現(xiàn)變更的概率。在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，橋梁工程設(shè)計(jì)方案往往可以形成更理想的優(yōu)化驗(yàn)證，尤其是對于虛擬施工模塊的應(yīng)用，更是可以較好實(shí)現(xiàn)對橋梁設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化審查，及時(shí)改進(jìn)其中存在的缺陷和隱患，以此不斷優(yōu)化提升設(shè)計(jì)水平。

3 BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1 可行性分析階段的應(yīng)用

在橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段中，可行性分析是比較關(guān)鍵的一環(huán)，其決定著整個(gè)橋梁工程項(xiàng)目是否具備建設(shè)條件，對于其中可能存在的一些隱患問題能夠全方位分析，進(jìn)而為后續(xù)橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)提供可靠支持。BIM 技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目可行性分析階段的應(yīng)用價(jià)值突出，其可以在較為全面詳盡分析各個(gè)相關(guān)資料信息的基礎(chǔ)上，對橋梁工程項(xiàng)目的可行性進(jìn)行綜合評判，進(jìn)而確保后續(xù)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作更具目的性。在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，橋梁工程項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)獲取的大量數(shù)據(jù)信息資料，順利導(dǎo)入相應(yīng)BIM 平臺，進(jìn)而促使這些數(shù)據(jù)信息資料能夠得到準(zhǔn)確分析評估，對于可能構(gòu)建的橋梁結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行預(yù)判，考慮多種橋梁結(jié)構(gòu)方案的應(yīng)用效果，對于完全不可行的項(xiàng)目進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)整，確保后續(xù)建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理，避免過高預(yù)期帶來嚴(yán)重制約和影響。

3.2 施工圖設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用還具體表現(xiàn)在施工圖設(shè)計(jì)方面，這也是BIM 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯的環(huán)節(jié)。在以往橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，往往采取二維平面設(shè)計(jì)方式，不僅僅明顯加大了設(shè)計(jì)人員的工作難度，也極容易出現(xiàn)錯(cuò)亂問題，相應(yīng)施工圖的應(yīng)用價(jià)值受損。但是，在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)人員可以充分依托強(qiáng)大的三維立體模型設(shè)計(jì)功能，更好地實(shí)現(xiàn)對整個(gè)橋梁工程項(xiàng)目的綜合處理，確保設(shè)計(jì)方案更全面詳盡，能夠兼顧到橋梁工程項(xiàng)目的各個(gè)方面，對于后續(xù)施工建設(shè)也可以形成良好的指導(dǎo)作用。在具體施工方案的擬定中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以更好的輔助相關(guān)人員進(jìn)行橋梁工程項(xiàng)目的詳細(xì)分析，促使橋梁工程具備更強(qiáng)的可視化特點(diǎn)，進(jìn)而輔助施工方案擬定人員進(jìn)行深入綜合分析，隨之選擇最適宜合理的施工工法，確保后續(xù)施工操作能夠得到較為理想的指導(dǎo)。為了更好地優(yōu)化后續(xù)橋梁工程項(xiàng)目施工效果，BIM 技術(shù)的應(yīng)用還可以進(jìn)行二維圖紙的優(yōu)化輸出，根據(jù)不同施工需求，可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的二維平面圖紙，以此更好地指導(dǎo)后續(xù)施工操作。比如，在各個(gè)橋梁構(gòu)件的應(yīng)用上，BIM 技術(shù)的應(yīng)用就可以直接導(dǎo)出其各項(xiàng)參數(shù)信息，促使其生產(chǎn)制造以及安裝更具目的性，規(guī)避該方面出現(xiàn)的明顯偏差問題。

3.3 方案優(yōu)化階段的應(yīng)用

對于橋梁工程設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用而言，方案優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣也是比較關(guān)鍵的一環(huán)，可以更好地實(shí)現(xiàn)對后續(xù)施工操作的有效指導(dǎo)，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)中存在的問題和缺陷，影響最終橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)效果。在橋梁工程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以關(guān)注到各個(gè)細(xì)節(jié)，對于橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合分析，以此更好地明確可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)隱患和漏洞，同時(shí)進(jìn)行必要修改和完善。在傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)中，因?yàn)楹芏鄻?gòu)件存在重疊和重合問題，進(jìn)而難以進(jìn)行優(yōu)化分析，也很難形成良好施工驗(yàn)證效果。但是，在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，技術(shù)人員可以直接在BIM 模型中進(jìn)行可視化分析，了解各個(gè)橋梁構(gòu)件之間的關(guān)系是否恰當(dāng)，對于各個(gè)構(gòu)件的尺寸以及連接方式進(jìn)行評判，避免出現(xiàn)嚴(yán)重偏差問題。在此基礎(chǔ)上，BIM 技術(shù)的應(yīng)用還可以利用管線碰撞檢測程序，對于橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題，并且利用自動(dòng)化分析程序進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，最終在虛擬化安裝施工模型中進(jìn)行更好的優(yōu)化完善。

3.4 工程量統(tǒng)計(jì)分析階段的應(yīng)用

橋梁工程設(shè)計(jì)階段，BIM 技術(shù)的應(yīng)用不僅僅可以較好地實(shí)現(xiàn)整體方案的優(yōu)化控制，還能夠在一些統(tǒng)計(jì)分析任務(wù)中發(fā)揮積極作用，比如，工程量的統(tǒng)計(jì)分析就可以借助BIM技術(shù)完成，確保工程量的計(jì)算更為準(zhǔn)確高效，降低了設(shè)計(jì)人員面臨的較高工作難度。在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)人員往往可以借助于相應(yīng)模型中的計(jì)算分析模塊，根據(jù)完成的橋梁工程設(shè)計(jì)方案，全方位計(jì)算該方案施工建設(shè)所需要的工程量，不需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行繁雜的計(jì)算分析。此外，對于橋梁工程設(shè)計(jì)方案的用鋼量以及其他構(gòu)件使用量，都可以借助BIM 技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以此更好地指導(dǎo)后續(xù)橋梁工程項(xiàng)目施工建設(shè)。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前橋梁工程項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)難度更大，需要處理的構(gòu)件往往更多，很容易在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)偏差問題，難以形成理想的設(shè)計(jì)效果。BIM 技術(shù)的引入和應(yīng)用是比較重要的手段，設(shè)計(jì)人員可以借助BIM 技術(shù)更好地完成相應(yīng)橋梁工程設(shè)計(jì)任務(wù)，在降低自身工作量的同時(shí)，有效提升設(shè)計(jì)效率以及設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度，值得推廣運(yùn)用。