BIM在道路橋梁設計優化中的實踐探索

李優峰

山西運城公路規劃勘察設計院 山西運城 044000

傳統的橋梁方案展示一般是采用效果圖的方式，展示視角相對單調，無法直觀展示橋梁設計方案，而BIM＋VR技術則為橋梁方案展示提供了一種全新的展示手段，能夠真實展示橋梁的建設效果，模擬各類地理、時間及氣象環境，所見即所得的展示手段便于業主迅速敲定橋梁設計方案[1]。

1 BIM技術概述

所謂BIM技術，指的就是現代建筑信息模型，其基本概念如下：立足于實際建筑工程項目的相關信息，構建完善的三維數據模型，通過數據仿真模擬技術，實現數據信息的真實化，進而使建筑工程邁上信息化發展道路的一類技術。BIM技術的應用是與當前我國建筑行業發展趨勢相適應的。目前，伴隨信息技術的進一步改進與更新，信息技術已經逐漸深入到社會各行各業以及人們的日常生活，這就使得整個社會的信息化發展水平不斷提升。加強對各種新技術、新產品的運用是現階段我國橋梁設計行業發展的必然選擇，就BIM技術而言，其在我國橋梁設計行業的應用在很大程度上提高了我國橋梁工程設計的效率與質量。

2 BIM在道路橋梁設計優化中的實踐

2.1 完善行業基本標準，創新協同化的工作模式

隨著路橋行業的發展，BIM技術在實際的設計與施工環節中得到了廣泛的應用，同時越來越多的BIM技術研發人員也相應地研發出了許多種不同類型的插件與接口，這種情況的存在極大地增加了設計人員工作的交流難度。為了更好地提升BIM技術在路橋設計和施工中應用的質量，設計人員要加快從眾多BIM相關軟件技術中選出一些技術水準比較高的技術，統一相關插件與接口的輸出形式，盡可能地滿足設計人員的設計工作需求。此外，路橋工程結構形式也日趨多樣化和繁雜化，且對施工技術水準具有較高要求，大大增加了BIM技術的應用難度，所以實際的設計中要及時創新BIM技術應用中的協同化工作模式，力求不斷提升路橋設計質量的同時，可以有效地控制路橋工程建設成本[2]。

2.2 模型的構建

BIM技術在橋梁工程中的應用首先需要構建一個科學完善的模型，具體來說，主要涉及到以下兩個環節：第一個環節是借助AutodeskRevit軟件為橋梁構件提供族的協同作用。例如，某橋梁工程的基礎形式為樁基礎，參照其平面圖紙，AutodeskRevit應用程序可通過其自帶的架構基礎族模板建構一個完整的基礎族庫，同時還可以及時而準確地導入所有相關數據，并在三維立體圖形中檢驗基礎模型的構建是否存在缺陷或漏洞。第二個環節是獲取橋梁完整的建模形態。在完成基礎構件族的建構工作之后，可借助該軟件構建一個項目數據文件，并將已經建構好的族庫直接導入到這一項目文件之中，然后再對各基礎構件的具體方位進行調整和優化，最終獲得準確完整的橋梁工程數字化建模信息。

2.3 快速完成工程量計算與分析

現有曲面和設計曲面之間的土方量可利用平均斷面算法快速求得。通過試算填挖距離及土方調配可得到土方計算表，對數據進行分析后，可確定取、棄土場的經濟分界點及最優位置。同時，還可以從道路模型中提取實時工程材料種類及數量，對項目成本進行及時分析和控制，縮短工期，提高工作效率。

2.4 平臺的選用

目前，參數族構件建立可使用Autodesk Revit、Autodesklnve ntor、Microstation Connect等軟件。其中，Microstation Connect建模能力強大，但當前版本的參數化功能相對薄弱，有些模型參數無法實現，并不能實現模型全參數化驅動。Autodesk Revit具有較強的參數化功能，并且具有不同的族庫樣板，可以針對不同的需要，建立包括公制常規模型、基于面的公制常規模型、基于線的公制常規模型、自適應公制常規模型、體量等幾十種不同類型的參數族模型，并且內置Dynamo插件可以制作更多形狀復雜的參數族模型。但是Autodesk Revit本身建模功能較弱，只包含拉伸、旋轉、放樣及空心剪切等一些常見建模命令，Dynamo插件雖然使Autodesk Revit的建模功能有很大程度的提升，但是建模方式需要采用編程方式，增加了軟件上手難度，降低了建模效率。Autodesk lnventor具有更強大的參數化功能及更強大的建模能力。并具有較強的模型出圖、工程量統計及一定的應力分析功能。內置國際及中國規范的型鋼及連接件族庫。同樣支持Dynamo模型的輸入。是較理想的參數族建立平臺。

2.5 自動生成施工平面圖

首先，根據收集到的外部參考信息可生成多個圖紙的草圖。其次，提取模型中的信息生成道路橫斷面圖、縱斷面圖和土方施工圖，同時自動標注相關參數。當模型發生變化時，施工圖也可以實時聯動。此外，圖幅線可以根據路線走向自動布局，對路線平、縱面進行劃分，同時生成相關圖例[3]。

2.6 道路施工環境設計與優化

擬建模型結合原地貌和建筑物，在三維中進行總體性施工組織可視化推演分析、多方案比選、多方論證、擇優實施、統籌組織協調。結合周邊道路車流量數據信息，分階段進行交通轉換模擬分析，輔助制定交通轉換專項方案，保障現場主體施工和市政交通通行互不干擾，周邊交通順暢、有序，交通轉換方案達到最優[4]。在BIM模型中可視化模擬分析拆遷關鍵區域，輔助制定分期征地拆遷方案，制定合理的出土線路和機械配置方案。確保工期、安全的同時，降低實施難度。

3 結語

為了有效地提升BIM技術在路橋設計中應用的質量，設計人員可以從優化路橋施工模擬，加快完善數據統計過程入手，平時注意加強施工技術指導，完善行業基本標準，創新協同化的工作模式，力求不斷提升BIM技術在路橋設計中應用的質量。