BIM技術在鋼結構橋梁精細設計及施工中的應用研究

李文匯

摘 要：隨著城市化進程的快速發展，推動了橋梁工程建設的發展與完善，橋梁工程以及工程施工質量與安全管理成為人們越來越關注的問題。在計算機技術與互聯網技術不斷發展下，BIM技術逐漸成熟并且被應用到社會生產與生活的各個領域當中，尤其建筑行業的設計階段與施工階段，運用BIM技術有效提高項目質量與效率?；诖?，文章從多個角度就BIM技術在鋼結構橋梁精細設計及施工中的應用進行分析。

關鍵詞：BIM技術;鋼結構;橋梁;設計;施工;應用

引言：隨著橋梁工程的規模以及數量在不斷的擴大與增加，橋梁工程建設日益成為一項重要施工項目，工程項目的質量與安全是橋梁工程發展過程中必須要面對與解決的問題。BIM技術作為技術產業發展的產物，在建筑行業中應用使得設計更加合理、方便。BIM技術在鋼結構橋梁工程設計階段的應用價值成為當前學者研究的重要內容，所以，文章結合實踐對BIM技術在鋼結構橋梁精細設計及施工中的應用進行分析。

一、BIM技術概述

BIM 技術是一種建筑信息模型，一種應用于各項工程設計建造管理的數據化工具，在建筑領域設計階段應用BIM技術，通過參數模型整合各項項目的相關信息，在各個環節進行測繪、評估，從而不斷優化設計方案，為施工建設提供可靠的合理的設計圖紙。隨著科學技術與信息技術的不斷完善與發展，在相關地方政策的引導和推動下，BIM技術與理念逐漸被應用到建筑行業中，尤其在鋼結構設計的應用。BIM技術推廣是行業發展的必然趨勢，由于我國市場工程的BIM技術應用起步較晚，還處于發展的初級階段，還沒有建立相應的軟件與制度，還需要進一步完善軟件、構建庫以及計算分析等。

作為BIM技術應用的動力源之一，設計企業可以利用自身的優勢掌握與了解BIM技術的特點與工程信息，進一步促進項目總承包和項目咨詢等新業務，為實現業務流程再造、信息化管理以及決策的科學化總目標奠定了良好基礎。目前，建筑行業中使用BIM技術的企業并不多，通過BIM團隊在理解設計方案的基礎之上，運用BIM技術與相關軟件建立數據模型和應用點的實施，在傳統的二維設計流程和新型的BIM技術流程并行的情況下，BIM技術以其獨特的優勢為設計企業提供了推動力。

二、BIM技術在鋼結構橋梁設計中的運用

首先，鋼結構流程設計分析。對于橋梁管理模式來說，主要包括三個階段，即設計、采購以及施工，緊密結合項目工程的特點以及實際情況。BIM技術在鋼結構設計中的應用突破了傳統設計基于二維CAD平面設計的弊端，BIM技術是直接在三維狀態的基礎之上進行可視化設計，由于BIM 技術的模擬性是建立在完全立體的建筑信息之上，利用BIM 技術的模擬性對工程設計進行全過程的實時跟蹤與動態監測，了解與掌握整個建筑動態與實際情況。BIM技術在鋼結構橋梁設計中的運用最大的優勢在于設計的主導作用，以二維CAD技術為支撐，運用BIM技術的三維形式，將設計過程和設計結果通過數據模型的方式展示出來，在模型中可以清楚地了解各個構件的自然與物理屬性。

其次，項目核心目標流程設計分析。根據BIM技術特點和CAD特性，構建BIM技術價值流程設計平臺。由于實際的組織形式與機構復雜，人數眾多，耗損大量的人力與財力。在工程項目大型復雜的項目特征和業主要求發生巨大變化的情況下，帶來了BIM技術在鋼結構橋梁設計中的應用，所以我們依照流程地位分析和BIM技術價值應用為主線進行流程設計研究，構建流程圖。BIM技術使工程管理實現了動態、精準以及科學化分析，BIM 技術在一定程度上帶動了建筑工程施工建設從靜態向動態轉變。在傳統項目交付模式以及現有的EPC項目管理中，經常存在各類質量問題，最終以設計變更的形式解決導致了工程質量下降。而BIM 技術其所具備的3D動態模型，數字模型構件是由點、線、面轉化為實質建筑物理和功能特定的信息數據，BIM 技術在采用三維設計，能夠直觀地展示項目數據信息，保證業主意圖和項目整體質量目標的實現，提高了工程從項目參與單位對成本控制的能力，有效提高了建筑市場的透明度和規范性。

最后，對模型的計算設計分析。鋼結構橋梁設計是知識密度、勞動密度和資本密度的結合，由于我國一直受到市場經濟體制的影響，企業一味的追求經濟效益注重費用花銷成本，卻忽視了對鋼結構橋梁設計的重視與管理。設計者需要在三維模型匯總利用BIM技術的可視化功能進行設計，根據建筑需求在施工過程中，采用Revit Architecture軟件的項目參數將廠家、所需要的各項費用、大小規模以及安裝條件等輸入到三維模型結構中，向建筑企業呈現更清楚、直觀的設計意圖，解決設計中可能存在的問題。BIM技術在傳統2D圖紙表達基礎之上，效果圖更加偏重于展示項目建成之后的效果展示。也就是說通過BIM模型對設計方案進行未建先試，促進建筑與機械設備之間的協作更加高效、便捷，并實現了各個部門、各個專業之間的有效共享，從而保證項目實施的可行性與有效性。BIM 技術的項目進度管理將重點移到進度制定和優化階段，及時準確地對進度進行調整，從而實現工程施工建設的順利進行。

三、BIM技術在鋼結構橋梁施工中的應用

首先，提供各個專業協同的數據共享平臺，施工過程的模擬和優化。橋梁工程涵蓋面十分廣泛，施工環境惡劣，各種公用項目不斷的被投入建造，由于受到多方面因素的限制，包括主觀因素和客觀因素的影響，使得橋梁工程施工建設更加復雜。此外，橋梁施工特點不僅僅是受到影響因素眾多，而是多重因素相互作用與互相影響的結果，所以，必須制定出科學合理并且具有針對性的質量控制與施工管理預防措施。我們通過BIM 技術可以將建筑物的形狀、位置準確的描述出來，同時也精準地定位建筑物內的每個構件和設施，利用三維數據模型進行功能劃分，對整各建筑格局進行空間分析，建立最佳的建設方案數據模型。以BIM 技術來搭建橋梁模型和施工進度的表象結合，可以為各個專業提供數據共享平臺，解決各個專業的沖突問題，通過這個數據共享平臺各專業人員的及時溝通和交流，減少后期返工和消除各構件的沖突問題，不僅有助于工作人員進行造價預算，還可以實現施工管理的科學化與自動化。并且對整個橋梁施工過程進行模擬，通過項目管理人員和BIM建模師相互協作，基于項目人員調整施工過程，對BIM模型進行不斷更新，實現工程建設的最大經濟效益，使得建筑工程施工的管理透明化與精確化，全方位推動與促進建筑行業的快速發展【4】。

最后，參數化設計，優化施工管理。橋梁工程的主要包括道路建設、道路排水管道、綠化工程建設等等，這些工程施工工藝復雜、投資成本較高，并且對相關技術人員與設計人員的綜合素養與專業技能具有較高的要求。在橋梁工程設計過程中，設計的建筑物不僅僅表達著一個外輪廓的即視感，而是通過建筑物功能下的一套完整的結構設計和建筑設計。BIM 技術能夠將建筑信息完全數字化，保留圖源，以圖元為母本，將形狀和尺寸聯系到一起，并且借助各個階段的信息數據制定成自動生成系統，通過尺寸來約束對幾何形狀的整體控制。還通過對信息的使用進行反饋與分析，BIM可以自動變更管理與高效分析，設計人員可以快速全面的表達設計作品。

結束語：綜上所述，鋼結構橋梁工程建設是一項綜合性較強、復雜又系統的過程。文章從多個角度與層面就BIM技術在鋼結構橋梁精細設計及施工中的應用進行深入分析與探究，BIM 技術以三維可視化效果呈現出設計和施工過程，為橋梁工程建設提供科學的設計方案與有效管理，確保橋梁工程建設的順利開展。

參考文獻：

[1]胡方健.橋梁BIM模型設計階段建模方法研究[J].中國市政工程，2018（05）：56-59+108.

[2]孫乃燕.BIM技術在鋼結構橋梁中的應用研究[J].技術與市場，2017，24（10）：73-74.