BIM在橋梁工程設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用

陳 潔 江雪玲

安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司

BIM在橋梁工程設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用

陳 潔 江雪玲

安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司

BIM技術(shù)在當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出了較強(qiáng)的積極作用和價(jià)值，所謂的BIM技術(shù)，其實(shí)也就是建筑信息模型的有效應(yīng)用，其作為一種新型的建筑工程項(xiàng)目實(shí)施管理理念和方式，確實(shí)在很多建筑工程項(xiàng)目類型中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，并且在建筑工程項(xiàng)目的具體實(shí)施階段中同樣能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的積極價(jià)值，這一點(diǎn)對(duì)于橋梁工程項(xiàng)目的施工建設(shè)而言也不例外，因此，基于橋梁施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究也就顯得極為必要。本文對(duì)BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望對(duì)相關(guān)單位與人員有所幫助。

BIM技術(shù)；橋梁工程設(shè)計(jì)；施工；應(yīng)用

BIM技術(shù)涵蓋了建筑物生命周期信息以及建筑設(shè)施的功能和物理特點(diǎn).BIM是一種智能化的多維工作模式，近年來(lái)在房屋建筑領(lǐng)域應(yīng)用較多，但對(duì)于橋梁工程而言，其應(yīng)用價(jià)值尚未被充分挖掘。因此，本文對(duì)BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究探討，以供參考。

1 BIM技術(shù)概述

BIM，即建筑信息模型(Building Information Model)，源于美國(guó)國(guó)標(biāo)，業(yè)內(nèi)大多數(shù)將其內(nèi)涵界定為：是一種以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，以交互且可復(fù)用的形式生成、存儲(chǔ)、交換、共享和管理建筑信息的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命過(guò)程持續(xù)的、準(zhǔn)確的可視化信息溝通。其關(guān)鍵在于對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)體及功能特性的數(shù)字化表達(dá)，因此，BIM技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于計(jì)算機(jī)。近年來(lái)，IT信息技術(shù)行業(yè)的日新月異，使得BIM技術(shù)的發(fā)展也變得突飛猛進(jìn)，不僅體現(xiàn)在應(yīng)用范圍的拓寬，應(yīng)用深度的加大也是不容小覷，特別是在工程項(xiàng)目管理領(lǐng)域。

2 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在橋梁工程初步設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)基于BIM的橋梁工程設(shè)計(jì)優(yōu)化流程開(kāi)展簡(jiǎn)單分析，首先需開(kāi)展初步設(shè)計(jì)，通過(guò)初步設(shè)計(jì)確立出橋式方案以及總體的結(jié)構(gòu)構(gòu)想，其中包含了與橋梁上下部結(jié)構(gòu)及位置密切相關(guān)的斷面、立面、平面等因素，在設(shè)計(jì)施工方案的過(guò)程中，通過(guò)在綜合考慮各方面因素的基礎(chǔ)上，對(duì)多個(gè)施工方案進(jìn)行對(duì)比分析，從中選出最優(yōu)方案，這個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間非常長(zhǎng)，并且工作量非常大，若是應(yīng)用傳統(tǒng)的二維圖形，也難以準(zhǔn)確地表達(dá)出設(shè)計(jì)師的意圖，將BIM技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程設(shè)計(jì)工作中，可對(duì)設(shè)計(jì)師的各種構(gòu)想進(jìn)行參數(shù)化、數(shù)字化地表達(dá)，通過(guò)BIM技術(shù)建立起三維模型，從而對(duì)各設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面對(duì)比分析，從中找出最優(yōu)方案，不僅能有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，還能大大提升工作效率。

2.2 BIM技術(shù)在橋梁工程技術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(1)準(zhǔn)備工作：此工作沒(méi)有橋梁?jiǎn)挝惶峁┑娜SBIM模型，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)主塔結(jié)構(gòu)圖紙繪制出三維BIM模型，工作量非常大。(2)安設(shè)支架：安設(shè)好模板的中心線和定位線，然后分析模板系統(tǒng)、下橫梁底面的邏輯關(guān)系；安設(shè)好分配梁的中心線，并確定分配梁、模板底面的邏輯關(guān)系；安設(shè)好鋼桁梁的骨架線，確定鋼桁梁、分配梁之間的邏輯關(guān)系；安設(shè)好鋼管支柱從上而下各節(jié)段的軸線，最后確定鋼管、鋼桁梁和承臺(tái)預(yù)埋件的邏輯關(guān)系，施工中所有的桿件命名不可重復(fù)。(3)具體設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)布置完畢后，將模型信息上傳到三維信息模型中。首先，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員根據(jù)相應(yīng)部分進(jìn)行分工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)注意適時(shí)保存設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以便其他同事獲取到最新的修改信息，迅速對(duì)自己的部分做出修改。當(dāng)三維BIM模型設(shè)計(jì)完成后，工程中的各部件或零件也要盡早出圖。

3 BIM技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用

3.1 數(shù)字化施工

BIM可以實(shí)現(xiàn)橋梁工程的數(shù)字化施工，通過(guò)信息化平臺(tái)整合各部分信息，在土木專業(yè)軟件上模擬施工區(qū)域的地形地貌和工程地質(zhì)情況和整個(gè)設(shè)計(jì)施工流程，以促進(jìn)設(shè)計(jì)院和施工人員的溝通交流。可以在Revit中建造橋梁模型數(shù)字，構(gòu)件位置采用相對(duì)坐標(biāo)定義，然而橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性造成橋梁構(gòu)件，如主梁、橋墩等都需要進(jìn)行空間精確定位，手工創(chuàng)建全橋模型的工作將會(huì)十分繁瑣，而且極易出錯(cuò)。在Revit二次開(kāi)發(fā)中可以使用絕對(duì)坐標(biāo)定義構(gòu)件位置，這極大方便了橋梁的三維建模。在TJADBrIM系統(tǒng)中，用戶可以導(dǎo)入專業(yè)的道路規(guī)劃軟件(如Civil3D)生成的路線數(shù)據(jù)，即可生成精確的橋梁三維模型。

3.2 施工模擬

利用Navisworks、Lumion等專業(yè)軟件，在3D-BIM模型基礎(chǔ)上，建立專業(yè)的4D和5D的時(shí)間、空間現(xiàn)金流數(shù)據(jù)模型，并依據(jù)工程特點(diǎn)制定有效的施工計(jì)劃、設(shè)備和物料配置措施并生成關(guān)鍵技術(shù)的施工動(dòng)畫。

3.3 碰撞檢查

BIM最為突出的特征就是三維可視化，其可以減少識(shí)圖的誤差，在施工前期就使用BIM三維技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，對(duì)空間沖突進(jìn)行直觀處理，對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，避免返工或是施工誤差的出現(xiàn)，也可以對(duì)施工管線的布置進(jìn)行優(yōu)化。施工人員可以充分利用碰撞優(yōu)化之后的方案，進(jìn)行模擬施工以及施工交底，提升工程整體施工質(zhì)量，也可以加強(qiáng)施工單位和業(yè)主之間的溝通。在該工程中，應(yīng)用BIM模型解決了很多碰撞問(wèn)題以及交叉作業(yè)問(wèn)題，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工序安排進(jìn)行了優(yōu)化。

結(jié)束語(yǔ)

盡管BIM技術(shù)理念不是由我國(guó)最早提出的，但是我國(guó)現(xiàn)在正在努力追趕并出臺(tái)了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以期達(dá)到世界先進(jìn)水平。另一方面，我國(guó)的建筑企業(yè)應(yīng)該踴躍抓住這一機(jī)遇，嘗試對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以期未來(lái)更方便、功能更加完備的BIM技術(shù)能優(yōu)先運(yùn)用于國(guó)內(nèi)建筑施工領(lǐng)域中。

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