淺談橋梁工程設計BIM技術應用

王月新

（中設設計集團股份有限公司 江蘇南京 210014）

BIM技術自研發應用以來，在我國各行各業得到了廣泛應用，尤其是對橋梁建筑來說，通過BIM技術的應用能夠對工程整體情況進行分析和研究，并通過信息數據的及時收集和處理，提高了圖紙設計的質量，更好的為橋梁施工提供技術支持，延長橋梁的使用壽命。

1 BIM技術的概念和特征

BIM是建筑信息模型的簡稱，其是通過數字模型的應用實現立體建模的一種形式。BIM技術包含了幾何學、地理信息、建筑原件性質等多方面內容，將其應用在建筑工程中，能夠收集有關工程施工的信息和資料，完善信息平臺的構建。在工程建設中應用BIM技術，能夠實現圖紙設計的立體化，簡化傳統平面圖紙流程，提升圖紙設計經準確性。同時該技術的應用也便于工作人員統籌全局，選擇合適的施工技術及管理方法，以此降低成本支出，減少危險事故的發生。

BIM所具有的特征主要為協調性、優化性和可視性這三點。可視性是指的是應用BIM技術能夠直觀的將工程建設信息顯示出來，便于工作人員找出施工中存在的問題，并加以改善；優化性指的是BIM中涵蓋了較多工程建設所需信息，能夠為各項工作的開展提供充足的數據支持；協調性則是通過該技術的應用加強了各部門之間溝通，保證了施工作業的有序開展。

2 BIM技術在橋梁工程設計中的應用

2.1 前期設計

橋梁工程建設涉及的內容和部門較多，為了讓工程建設順利開展，需要各部門、單位之間的有效配合，增強圖紙和方案設計的合理性。在傳統橋梁工程建設前，一般都是通過平面圖紙設計來明確工程建設要求的，由于局限性較強，使得各部門之間無法進行有效溝通，阻礙了工程的順利開展。而使用BIM技術后，能夠將圖紙內容通過動態形式展現出來，便于相關部門、單位人員的觀看，再通過信息平臺展開交流，有效增強了方案設計的合理性。

2.2 后期設計

后期設計是對前期設計內容進行審核、檢查的重要環節。通過BIM技術的應用能夠及時檢測橋梁模型設計的相關內容，并上報和調整其中存在的問題，滿足橋梁建設的基本要求。同時，在后期設計中，通過BIM技術的應用能夠對前期設計的模型實施深化處理，確保圖紙無任何問題。

3 實際案例

3.1 橋梁簡介

某跨河橋梁建設項目，該項目屬于舊橋改造，全長約為137m，共設置了8跨，且每一跨均有一道伸縮縫。橋面寬9m左右，兩側設置了人行通道。荷載等級為一級，通行速度控制在80km/h左右，且由于該區域無地震發生，所以對抗震等級不予考慮。橋梁結構主要是采用鋼筋混凝土空心板橋結構，利用鋼筋混凝土澆筑實施橋面鋪裝作業，而墩臺設計則采用了重力式墩臺以確保橋梁的支撐效果。具體數據參數及其BIM模型如圖1～2所示。

3.2 具體應用

在該橋梁工程設計中，BIM技術的應用主要體現在以下幾方面上：

3.2.1 BIM模型建立

圖1 新舊橋梁斷面設計圖

圖2 新舊橋BIM模型

在該橋梁工程中，立體模型的建立具有精度高、考慮較為全面這兩大優勢。該工程是依照鋼筋級永久結構進行模型建立的，且在建模過程中，通過對施工各階段要求的充分考慮，完善了模型內容，如在模型中將相鄰橋模型和兩端公路連接情況進行了全面研究，以確保模型構建的完整性。

立體模型的建立主要分為三部分內容：①參數族庫的建立。通過專業軟件的應用，將橋梁工程結構參數實行了分析和錄入；②橋梁整體模型建立。結合參數族庫和低級勘測信息完善模型內容；③鋼筋模塊的設置。根據橋梁下部結構的具體特征分別設置對應的鋼筋結構，并準確計算鋼筋數量。

3.2.2 設計合理性及沖突檢查

在設計階段應用BIM技術，能夠對設計圖紙進行前期檢查、校對和審核工作，從而更好的明確施工重點，實現工程量的準確統計。通過立體模型的建立，能夠在施工前對圖紙中存在的問題予以更正，以提高施工質量。另外，該技術的應用有助于采購清單的羅列和對比，明確采購內容，檢查工程量統計是否存在問題。

突擊檢查是BIM中較為基礎的工作內容，對傳統工作模式進行了優化和變革，改善了傳統工作中尋在的協調性差、交流不及時等問題，提升了設計工作的質量和效率，降低了成本支出。同時，在設計環節，通過該技術的應用實現了工作的集合連接管理，有效調整了設計檢測中存在的問題，為工程的有序、順利開展提供了幫助。

3.2.3 施工模擬4D技術

4D技術是將模型同施工有效連接起來，利用立體模型對整個施工流程實施模擬操作，將各環節施工模型和施工計劃導入到系統中，實行施工進度的模擬分析，這樣一方面能夠及時調整施工計劃，另一方面也便于工作人員掌握施工預算等信息。

橋梁的設計和施工是緊密聯系在一起的，且根據施工條件、地形等因素的不同，設計的施工方案也存在一定差異，對于大型吊裝橋梁來說，施工方案的設計需要進行合理規劃和安排，以滿足工程建設要求。本工程結合舊橋和當地施工條件，采用幾種不同的施工方法模擬施工，使得最終的施工方法更合理更科學。此外，由于該工程是對舊橋的改造，所以在施工時，要注意新舊橋之間的聯系，并利用立體模型將施工機械組織直觀展現出來，制定合理解決措施，減少問題的產生。

3.2.4 運維階段應用數據接口

通過BIM模型和運維橋梁檢測數據接口文件的制定，實現了對橋梁的安全數據監測和無線檢測，一旦出現監測數據異常情況，模型會直接發出報警提示，并通過短信等形式通知相關人員，為將來BIM在全生命周期的應用實行了有價值的嘗試。

4 結語

在橋梁工程設計中應用BIM技術，提高了工程設計的質量，加強了施工方、設計方和業主三者之間的溝通和交流，進一步明確各方的建設意圖，減少了圖紙和方案設計中問題的發生，保證了橋梁設計質量。可以說，將BIM技術應用在橋梁建設中，是推動我國橋梁建筑事業發展的重要手段，對于完善橋梁建設水平，提升企業經濟效益有著重要意義。雖然該技術目前還不是十分完善，不過隨著科技的快速發展，該技術的功效也將被充分發揮出來。