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

陳立果

南京先行交通工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 江蘇 南京 210016

橋梁工程作為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要命脈，其建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)乎后續(xù)使用的安全性與穩(wěn)定性。然而，隨著橋梁工程規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的增加，傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)理念和方法已經(jīng)逐步無法滿足工程建設(shè)需求，變革和創(chuàng)新橋梁工程設(shè)計(jì)技術(shù)具有重要意義。在這樣的背景下，BIM技術(shù)得以誕生，并得到了廣泛應(yīng)用，具有很強(qiáng)的應(yīng)用和研究價(jià)值。

1 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)所無法比擬的巨大優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)如下幾方面：其一，有助于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的可視化設(shè)計(jì)，便于在設(shè)計(jì)方案交流環(huán)節(jié)開展工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案交流工作，便捷優(yōu)化與調(diào)整設(shè)計(jì)方案。其二，有助于開展可視化設(shè)計(jì)交底工作，且可以模擬施工。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以構(gòu)建橋梁工程項(xiàng)目的三維BIM模型。借助該模型，可以直觀地觀察設(shè)計(jì)方案中的重難點(diǎn)，更加便捷地開展技術(shù)角度較低和施工模擬工作。特別是在施工4D模擬時(shí)，可以直觀發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的異常情況，針對(duì)性優(yōu)化施工方案，確保順利開展橋梁工程，且更好地降低施工成本。其三，有助于為橋梁工程項(xiàng)目提供全生命周期管理提供必要依據(jù)。在橋梁工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過BIM技術(shù)的靈活應(yīng)用，可以從單一設(shè)計(jì)向全生命周期方向轉(zhuǎn)變，更好地發(fā)揮BIM技術(shù)來提升設(shè)計(jì)效果的積極作用，為橋梁工程開展施工提供了更為可靠的依據(jù)[1]。

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

2.1 三維BIM模型構(gòu)建

在橋梁工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通過BIM技術(shù)在不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)階段中應(yīng)用，可以起到優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，提高后續(xù)橋梁工程施工質(zhì)量和效率的作用。橋梁工程項(xiàng)目施工具有比較高的要求，設(shè)計(jì)誤差會(huì)影響工程施工質(zhì)量乃至安全性。通過在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中利用BIM技術(shù)，可以構(gòu)建專門的BIM模型，以及完善的視圖樣板和細(xì)表模板，為工程施工提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。通過基于Autodesk Revit，構(gòu)建由大量參數(shù)構(gòu)成的橋梁結(jié)構(gòu)庫，科學(xué)地制定明細(xì)表和視圖等樣板。然后再結(jié)合測(cè)繪和地質(zhì)等方面獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以使設(shè)計(jì)人員結(jié)合相應(yīng)的參數(shù)化族庫，對(duì)新建或舊有橋梁工程項(xiàng)目的BIM模型進(jìn)行構(gòu)建，如果橋梁兩側(cè)是公路，那么借助BIM技術(shù)，同樣可以構(gòu)建所對(duì)應(yīng)公路的BIM模型。族庫實(shí)際上包含著標(biāo)準(zhǔn)梁和承臺(tái)等內(nèi)容，以及包括走道板和道路標(biāo)識(shí)等眾多內(nèi)容。為了為下部橋梁結(jié)構(gòu)的參數(shù)化鋼筋配置模塊進(jìn)行開發(fā)，還可以靈活地應(yīng)用Autodesk Revit的開放接口API，可以對(duì)橋臺(tái)布置相應(yīng)的實(shí)體鋼筋，創(chuàng)造生成對(duì)應(yīng)的鋼筋圖，同時(shí)可以精確計(jì)算出所使用鋼筋的數(shù)量，借助橋梁工程三維BIM模型的構(gòu)建更好地對(duì)橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 獲取關(guān)鍵的設(shè)計(jì)信息

在橋梁工程設(shè)計(jì)期間，場地信息和地層信息等信息獲取直接關(guān)乎設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量以及后續(xù)施工能否順利開展，在實(shí)際的橋梁工程設(shè)計(jì)中需要調(diào)查和獲取這些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)信息。通過在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中引入和應(yīng)用BIM技術(shù)，可以便捷地獲取地層信息與場地信息。通過借助Autodesk Revit軟件中的專門模型編輯器工具，通過衛(wèi)星地圖來獲取工程項(xiàng)目所在地的地貌與地形等相關(guān)信息，并在相應(yīng)的軟件中將所獲取的信息生成專門的場地模型。然后，配合著實(shí)際地質(zhì)勘查所得到的數(shù)據(jù)，勘察人員可以基于Civil 3D軟件來構(gòu)建橋梁工程項(xiàng)目的三維地質(zhì)模型，可以明確地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水位和不良地質(zhì)等相關(guān)信息，且這些關(guān)鍵的信息可以直觀地展示給設(shè)計(jì)人員。在三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)搭建完畢后，可以為設(shè)計(jì)人員開展橋梁工程設(shè)計(jì)提供巨大便利。通過運(yùn)用所構(gòu)建的三維地質(zhì)模型，設(shè)計(jì)人員更好地完成設(shè)計(jì)構(gòu)思，更為科學(xué)地布置下部橋梁結(jié)構(gòu)，配合橋梁工程的實(shí)際情況來對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理調(diào)整，更好地優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)方案，確保其更加符合施工的實(shí)際[2]。

2.3 應(yīng)用于工藝流程設(shè)計(jì)

隨著橋梁工程的發(fā)展，橋梁工程設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度以及相關(guān)要求越來越高，所以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要貫徹和落實(shí)精細(xì)化設(shè)計(jì)理念，這在一定程度上會(huì)提升橋梁工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在三維精細(xì)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以為設(shè)計(jì)工作提供更加可靠的依據(jù)。在橋梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，必須要對(duì)后期施工情況進(jìn)行綜合考慮，除了包括板件下料最優(yōu)方案外，還要對(duì)那些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位處各個(gè)板件的對(duì)應(yīng)焊接方式、順序等進(jìn)行控制，確保橋梁工程具有良好的安裝性與可運(yùn)輸性。在確保該設(shè)計(jì)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，需要在設(shè)計(jì)中采取恰當(dāng)?shù)拇胧┙档凸?jié)段劃分的數(shù)量，有效控制整體橋梁構(gòu)部件運(yùn)輸和安裝的成本。在Autodesk Revit軟件中，結(jié)合設(shè)計(jì)方案以及獲取的數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維形態(tài)的構(gòu)件族模型，可以直觀地判斷橋梁工程設(shè)計(jì)方案是否滿足構(gòu)件運(yùn)輸或安裝要求。為了避免拼接誤差，可以應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)加工廠的加工工藝流程進(jìn)行模擬，采取Revit構(gòu)建橋梁構(gòu)件模型，通過在Navisworks當(dāng)中導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)后，可以針對(duì)性制作板件加工過程的模擬動(dòng)畫，這樣更好地提升橋梁工程安裝環(huán)節(jié)的精細(xì)化程度。

2.4 應(yīng)用于碰撞檢查中

在傳統(tǒng)橋梁工程施工期間，主要依照二維施工圖紙來指導(dǎo)工程施工，很難對(duì)設(shè)計(jì)信息問題直觀呈現(xiàn)出來，且設(shè)計(jì)的二維圖紙中容易存在錯(cuò)誤，很難發(fā)現(xiàn)橋梁間的沖突碰撞情況，也在一定程度降低了施工質(zhì)量，增加了施工成本。但是通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可以構(gòu)建三維可視化BIM模型，直觀地對(duì)施工圖中的誤差進(jìn)行觀察，有助于降低識(shí)圖誤差發(fā)生概率。還可以便捷地優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)方案來處理空間沖突，為后續(xù)各個(gè)施工階段的有序開展提供了可靠的依據(jù)支持，從而提升橋梁工程施工質(zhì)量[3]。

3 結(jié)束語

總之，BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要意義，不僅有助于提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，也可以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，節(jié)省后期構(gòu)件運(yùn)輸以及安裝等環(huán)節(jié)的成本，增加施工經(jīng)濟(jì)效益。為了順利應(yīng)用BIM技術(shù)，要立足于橋梁工程實(shí)際情況，確保各參數(shù)數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性，以充分發(fā)揮BIM技術(shù)在提升橋梁工程設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的積極作用。