BIM技術在橋梁工程設計方面的應用

劉 言 鳳

(太原市政工程勘測設計院，山西 太原 030000)

BIM技術在橋梁工程設計方面的應用

劉 言 鳳

(太原市政工程勘測設計院，山西 太原 030000)

通過調查翻閱相關文獻資料詳細了解了BIM技術，介紹了BIM技術的發展現狀及其應用的優勢，并對BIM技術在橋梁工程的設計環節、施工階段以及后期的運營維護實際的應用情況進行了分析。

BIM技術，橋梁工程設計，成本

1 BIM技術國內外發展現狀

現階段，西方發達國家的建筑行業因為應用BIM技術的時間比較早，機構的數量也較多，現在主要就是使BIM技術實現自動化。其中日本的BIM技術在全國范圍內已經得到應用。但是，我國應用BIM技術的時間還比較晚，雖然國內的建筑行業經過不斷的研究，BIM技術已經取得了很大的提高，但是對國內的建筑行業BIM技術還沒有得到大范圍的普及。通過相關數據表明，現階段我國的建筑領域對BIM技術的應用還處在宣傳階段，距實際應用還有很長的一段路要走。專業人員對BIM技術的應用非常缺乏實踐經驗。而BIM技術對建筑領域必然會帶來非常大的改變，也是未來建筑領域信息革命的主要內容。雖然我國的BIM技術應用水平與國外還存在很大的差距，但是國內的建筑領域發展方向已經得到了明確，這就需要我們為社會經濟發展不斷努力。

2 應用BIM技術在設計中的優勢

現階段在設計橋梁項目的過程中，大部分設計人員還是采用傳統的設計方式，也就是基于二維的CAD系統，整個工程信息都是由二維圖紙來進行表現，這就使計算機無法對CAD平面圖紙包含的有限構件數據信息進行計算，進而導致工作量大大增加。當有需要修改的地方時，必須對整個模型與圖紙進行調整，效率非常低，并且也比較容易出現問題。傳統的設計理念非常缺乏協同設計，不同的設計專業都有獨特的設計主線，有非常明顯的線性關系，這就比較容易發生結構構件大量碰撞的問題。而隨著BIM技術深入的應用，已經從單一的設計階段蔓延到整個工程項目過程。

3 基于BIM技術的橋梁設計流程

現階段，我國應用BIM技術在橋梁工程中大部分都是在設計環節。從橋梁建設的整體角度分析，BIM技術可以使各個主體快速的組成一個團隊參與到項目中，利用同一平臺使信息得到實時共享，及時發現存在問題，并采取針對性的措施進行改正。應用BIM技術對橋梁設計的大體流程是：設計橋梁中最大的改變就是由傳統的二維圖紙變成三維的BIM模型，使各方能夠在項目前期對于設計存在的問題提出建議，使設計工作涵蓋了整個橋梁的生命周期，對項目成本就能夠有效進行控制，減少風險的發生。還有非常重要的一點就是，BIM設計團隊在前期設計的環節階段就能夠利用BIM技術搭建信息化平臺，確保每一個施工階段都能夠基于上一階段的基礎不斷進行細化，并且也確保了信息的完整性及通暢性。

4 設計階段實際應用BIM技術

如圖1所示，創建完成橋梁模型后，就可以利用三維渲染工具對橋梁場景真實進行渲染，也能夠制作成三維動漫的形式，使橋梁與周邊環境直觀的得到呈現，使工作人員對設計理念有更加深入的了解。如圖2所示是某橋梁工程設計環節按照BIM模型制作的仿真現實場景的橋梁三維動漫，可以看得出設計宣講要比傳統的圖紙更加生動、直觀，并且包含的內容也更加豐富。

后期進行設計的時候就能夠利用BIM模型真實進行碰撞檢測。因為橋梁架構的內部關系非常復雜，采用傳統的CAD圖紙無法直觀的展示不同構件，常常會發生管道碰撞或者是構件位置沖突的問題，使工作人員的交流存在一定的障礙，對設計質量有很大的影響；特別是需要展示特殊架構的時候，傳統的CAD圖紙實際的效果比較差，致使在進行施工的過程中大部分施工人員都無法充分理解設計的理念，常常會出現返工的現象，這就增加了成本；并且傳統的CAD圖紙也不容易保存，很難有效的把設計理念準確傳遞出去。如圖3所示的是橋梁架構內橫、豎、縱三向預應力，根據設計圖紙布置從而出現的問題，這就需要設計人員對設計方案進行變更，大大增加了成本支出。而應用BIM技術就能夠非常直觀的展現各個部件，使施工人員充分理解設計人員的設計意圖，正確進行施工。應用BIM技術就能夠有效解決上述存在的問題，可以利用仿真技術直觀展示橋梁的結構部件，利用輔助軟件進行真實碰撞檢測，并且能夠可視化的進行控制，使設計信息可以得到及時的傳遞，并且在施工階段以及運營管理階段可以及時的存儲信息，方便后期查詢橋梁的信息，對產生事故的原因進行分析。應用BIM技術在橋梁設計環節，對整個橋梁設計領域產生了非常大的變化，使不同專業、所有工作人員統一協調進行工作，人員之間的交流也更加通暢，大大降低了由于返工造成的不必要損失，而且平面CAD圖紙是按照BIM模型進行建立的，模型細節需要改變的時候圖紙也會在第一時間進行更新，有效提高了設計效率。

5 BIM技術在橋梁施工階段的應用

在設計交底的環節中，施工單位就可以按照BIM模型中的信息充分了解設計師的設計理念，避免了理解錯誤的問題，而且可以第一時間發現設計中存在不合理的地方，方便及時與設計人員進行交流，從根本上減少了由于變更設計方案造成經濟損失。施工單位就可以利用BIM技術多維特點，對具體的施工情況進行直觀的展示，并且還可以按照工程建造的信息對施工成本精準進行控制，使建筑材料、人員管理以及資金調度實現了動態管理，不但降低了橋梁工程的施工成本，也有效提高了工程的施工質量。

如圖4所示的是橋梁施工階段的動態仿真，也就是我們常用的Navisworks應用軟件，利用動畫的方式對工程施工進行模擬，使技術交底以及施工過程更加容易控制。此外，BIM模型還可以對施工設備進行真實的碰撞檢測等能力，不斷改善施工計劃，方便人員之間的交流，防止由于變更施工計劃導致整個工程出現變化，降低橋梁工程的成本。在橋梁施工環節，就能夠根據現場采集的橋梁移動信息，利用BIM模型進行比對，對超出一定范圍的移動就可以發出警告，讓工作人員第一時間進行改正。還能夠根據施工單位監測到的應力、應變等相關信息準確反映出橋梁安全性能，對存在的施工誤差及時進行調整，從根本上提升了橋梁工程的施工質量及效率。利用BIM模型就能夠有效管理整個施工過程，與傳統的施工日志比較，BIM模型可以更加直觀的進行展示，并且在后期查詢的時候，就可以根據ID號進行查詢。

6 BIM技術在橋梁工程的運營維護階段的應用

在所有的項目工程中安全一直都是最為重要的一個問題，而應用BIM技術就能夠使后期維護管理實現可視化。BIM模型能夠把經過處理的設計及施工信息及時傳輸到管理部門，相關人員就可以及時分析橋梁架構在實際使用過程中存在的問題，并且也能夠制定針對性的維護管理措施進行改正，使數據信息的后期查詢更加方便。另外，對比較常出現問題的位置，可以設置提醒功能，大大降低了發生事故的概率。

7 結語

在橋梁工程設計環節應用BIM技術是最為基礎的階段，BIM模型還能夠把各種橋梁構件直觀的進行展示。利用BIM技術可以實時生成橋梁BIM模型，使橋梁建設的各個階段、各個專業中的信息得到實時共享，工作人員就能夠及時進行交流，制定針對性的措施處理存在的問題。

[1] 錢 楓．橋梁工程BIM技術應用研究[J]．鐵道標準設計，2015(12):50-52．

[2] 曹旭光，楊偉名．BIM技術在橋梁工程設計與施工中的應用研究[J]．四川水泥，2016(4):85．

[3] 沈海華，王銀輝．基于BIM的橋梁養護管理應用初探[J]．公路與汽運，2016(4):280-283．

[4] 段 軍．BIM在橋梁工程設計與施工中的應用[J]．低溫建筑技術，2016(6):146-148．

[5] 陳竟翔．BIM技術在橋梁工程設計優化方面的應用[J]．開封大學學報，2016(2):90.

ApplicationofBIMtechnologyinbridgeengineeringdesign

LiuYanfeng

(TaiyuanMunicipalEngineeringSurveyingandDesignInstitute,Taiyuan030000,China)

Through survey related literature material details of the BIM technology, based on the development present situation and the application of BIM technology advantage to understand fully for BIM technology in the bridge engineering design, construction stage and the late operation and maintenance of the actual application situation are analyzed.

BIM technology, design of bridge engineering, cost

2017-10-07

劉言鳳(1981- )，女，碩士，工程師

1009-6825(2017)35-0181-02

U442.5

A