基于BIM技術的三維數字化橋梁設計與管理

吳周明

（九江市城市規劃市政設計院，江西 九江 332000）

現階段，橋梁設計往往會把結構簡化為平面桿系進行計算，借助二維三視圖技術對施工圖紙進行繪制。但是針對結構以及功能愈發復雜的橋梁工程結構而言，二維設計便存在許多欠缺，有時連部分空間橋梁結構之中最基礎的幾何信息都不能完全表達出來。基于此種狀態下，三維設計便已成為首要選擇。能夠直接借助三維形式呈現出設計構思以及意圖，讓設計者的重點能夠放到方案設計和計算分析層面。

1 三維數字化設計和二維設計的比對

針對橋梁工程設計來講，借助BIM理念和以往CAD之間進行的對比，變化的不僅僅是設計流程，還有設計方法。首先，由線條繪圖逐漸發展到構件布置。其次，由單一性的幾何表現逐漸發展到全信息模型集成。再次，由各工種獨立做好項目逐漸發展到各工種協同做好項目。然后，由離散分布設計逐漸發展到以同一模型為核心的全過程綜合設計。最后，由單一性的設計交付逐漸發展到項目全過程支持。針對橋梁工程設計行業來講，借助BIM技術不單單代表著工作質量和工作效率的進一步提高，最為關鍵的設計企業掌握了橋梁工程最為重要的信息模型資源，在為業主方提供相關設計服務的同時，還為項目全周期的所有參與方提供其它服務以及咨詢，讓橋梁工程所具有的潛在價值能夠朝著設計環節所轉變。

2 基于BIM技術的橋梁設計與管理

2.1 信息需求的全面分析

認識橋梁工程建設對三維設計技術的實際需求是架構三維設計系統的首要前提，即使其它行業所應用的三維設計技術都十分成熟，并且還有了許多成功案例，然而橋梁工程施工對三維設計信息所提出的要求有著不同的地方，不能完全參照其它行業的需求。所以，必須重新按照橋梁工程設計、建設和其管理的主要特性，對其工程信息的具體需求進行深入的分析。

2.2 信息模型參數化構建方式

對于三維設計技術而言，最為關鍵的便是信息化三維模型，借助前期分析獲取各個參與方的實際信息需求以后，怎樣構建與上述信息相對應的三維模型就變得十分重要。

更具抽象化、參數化以及變量化的設計技術是作為一種更具高效性、便捷性與便于調整的信息化模型構建措施，這一措施的主要思想主要是將橋梁工程之內最具特性變化的圖元要素所對應的特性值轉換成某個函數變量，在借助對變量值或是函數算法的調整，便可以得到牽涉各種信息的模型。

2.3 CAD、CAE信息共享技術

在對橋梁工程進行設計時，其核心特性便為結構計算分析工作在整個設計工作中具有重要地位，計算分析結果會對核心構件規格及其構造形式產生直接的影響，橋梁結構計算量不僅對于橋梁設計工作而言十分重要，同時針對復雜程度較高的橋梁工程建設更是一項控制性較強的節點工作。所以，就必須落實信息共享，甚至是完美融合，這樣才可以提升橋梁工程設計效率與質量，以此促進橋梁工程的不斷發展。

2.4 數字化交付形式和要求

數字化虛擬工程交付早已成為三維設計持續發展最終結果，由于以往的二維圖紙設計早就已經逐漸被全信息模型所替代，而將BIM技術作為前提的橋梁工程設計作為一個涉及到所有環節、所有參與方所需信息的主要信息模型，因此就必須針對各種信息接收方確立適宜的工程交付形式和要求，而工程交付形式和要求的編制代表著三維設計工作不斷朝著三維信息化建設和運營管理的方向所發展。

3 三維數字化設計與管理發展的主要問題

首先，整個行業與各個企業單位對三維數字化設計與管理的了解亟待統一。現階段，三維設計在我國交通建設行業正處于發展初期，政府部門、橋梁工程業主單位、建設企業以及設計企業等所有參與方對三維設計的認識、了解和需求都存在一定的差異，由于以上各方不僅僅是參與方，同樣是受益方，所以，在交通建設行業促進三維數字化設計與管理時，必須讓整個行業與各個企業單位能夠對此有一個更具清晰性與統一性的了解與認識。

其次，就設計企業而言，代表著設計習慣、橋梁工程建設流程和管理制度的優化。落二維設計朝著三維設計的發展并不是一蹴而就的，大干、快上與我國技術發展規律缺乏一致性。在三維設計發展初期，因為設計者并未靈活掌握各項技術，設計系統缺乏健全性，管理制度缺乏全面性，都極易對工作效率產生不利影響，所以必須在日常工作中積極探索和維系生產平衡點，然而這便是一個需要積極探索、發展和優化的過程。

最后，就交通建設流程而言，所有環節的發展速度缺乏一致性。現階段，我國交通建設行業所展開的三維數字化工作和核心都以設計環節為主，大多數具有實踐性的內容都是由設計院所完成。然而，設計環節僅僅是整個橋梁工程建設的其中一個環節，如果想取得設計基礎數據，都必須依托于前期規劃設計和勘探方，工程完成應該交付給審查方以及建設方，若是每個環節發展之間存在脫節問題，便不能展現出三維數字化的作用與價值。因此，三維數字化技術的發展和以往工程所包含的內容更多，難度系數也更高。

4 結語

簡而言之，促進基于BIM技術的三維數字化橋梁設計和管理的不斷發展是現如今我國橋梁工程建設的主要需求，在進一步提升設計水平的同時，還能夠對設計流程和橋梁工程建設流程予以優化。借助工程所有參與方共享的主要信息模型，能夠促使資源整合以及配置優化的目標得以達成，以此促進橋梁工程的不斷發展。