BIM技術在交通道路橋梁工程設計階段的應用探討

汪濤

（安徽省交通科學研究院，安徽 合肥 230000）

一、在交通道路橋梁工程設計中應用BIM技術的作用

（一）對施工進行深化設計

綜合施工的現實狀況，對設計單位制定的施工圖紙進行深化設計，也就是實施相應的細化以及補充，防止在施工期間發生問題。在交通道路橋梁工程的設計過程中，設計單位最后會給出具體的施工圖紙，將細節之處都表述到位，然而因為施工現場的實際情況，比如地質條件出現改變的話，需要在基礎上對設計圖紙進行改動。在橋梁設計的過程中，結構受力是依據理論模型結合規范確定的荷載進行計算的，要是在施工期間沒有對施工的準確性給予足夠的重視，橋梁的傳力渠道以及受力形式都會出現改變，有可能會導致發生安全事故，從而影響橋體質量。通過使用 BIM技術，可以對施工期間的每一個部分都進行細化，同時給出相應的數據信息，減少施工誤差，在根本上提高施工的效益，防止因為施工與設計不協調而額外產生的工作量。

（二）對施工方案進行模擬

在交通道路橋梁工程施工期間，使用BIM技術可以對施工方案進行模擬，對于實踐起來比較困難或者是實踐環境比較復雜的情況，可以使用BIM技術將施工現場以及圖紙等制作成數字信息模擬仿真，不僅如此，將施工工藝以及施工計劃等實施有效的融合，可以將模型制作成相應的演示文件，給實際施工提供指導，同時可以對施工方案進行模擬，從而達到現場指導施工的效果。將橋梁三維模型與施工方案實施有效的綜合，設置特定的虛擬環境，可以找出在施工期間有可能會發生的問題。這樣方便施工管理人員直接的進行觀察，確保在實際施工過程中預制構件的吊裝程序科學合理，同時保障施工管理的有效性，對施工方案存在的不足之處進行完善。

（三）利用BIM技術來強化施工現場管理

交通道路橋梁工程的施工單位，在進行施工現場管理過程中，為了有效降低施工管理的成本，可以通過利用BIM技術來進行現場的管理，通過建立虛擬的施工現場管理環境來對施工方案進行合理的調整，例如對于臨時的道路以及不同種類施工材料的擺放位置可以通過虛擬環境來進行調整，有效的提升現場管理效率。其次，施工人員可以通過建立虛擬的環境運行來及時發現管理工作中存在的各類問題，從而有針對性地制定方案進行調整，全面提升交通道路橋梁工程施工的現場管理質量，確保施工的順利進行。

（四）提升數據模型的計算速率

在交通道路橋梁工程的實際設計應用過程中，通過加強對于BIM技術的應用，能夠大大降低設計人員的相關計算量，提升橋梁模型數據的計算速率。一般情況下在交通道路橋梁工程的實際計算中應用 BIM技術，設計人員都是根據一些簡化過后的橋梁結構來進行具體的計算，根據交通道路橋梁工程的互聯性實施合理的有效判定，將所有模型之間的數據進行傳遞，然后再進行相關數據信息的計算，提升模型數據的計算效率。

二、BIM技術在橋梁設計中的具體應用

（一）模型計算工作

在進行交通道路橋梁工程設計工作時，交通道路橋梁工程的模型計算難度較大，一般情況下都是需要通過應用Ansys、Midas 等軟件進行整體分析計算。目前我國BIM技術在結構計算方面仍然處于起步與摸索階段，橋梁受力的分析仍然需要獨立依靠其他軟件完成。

（二）工程量統計工作

在交通道路橋梁工程設計過程中，對于工程量的統計都是通過圖紙與表格來將施工人員以及各類施工材料進行記錄和整理，對于二維圖紙的工程量統計來說，其中最容易出現的失誤就是各類施工材料之間容易混淆，相應的材料表與施工圖紙難以對應，因此工程量的統計工作較為困難。相應的工程造價管理人員都是需要根據分類的圖標來進行一一的計算，但是如果在這些工程量數據統計過程中或者是在傳遞過程中出現了誤差，那么就會導致整個工程的工程量計算出現嚴重的錯誤，修改和調整會消耗大量的人力物力。然而通過應用 BIM的模型，統計人員可以根據這些帶有參數的結構，按照相應的順序進行一一的記錄，特別是對于一些具有固定屬性的構件，造價管理人員可以根據系統的精確計算來進行相應的工程量統計工作。

（三）對于設計圖紙的審核

對于傳統的交通道路橋梁工程二維圖紙來說，無法對所有的設計效果進行直觀的展示，因此各種構件之間很容易出現設計的錯誤，其中最常見的一些問題就是構件與構件之間的碰撞。一般情況下交通道路橋梁工程的設計為了滿足結構受力的需求，設計人員都需要在設計過程中布設普通鋼筋或預應力筋，但是這兩種鋼筋在布設的過程中很容易發生相互的碰撞，并且在二維的設計圖紙中很難發現這種問題，然而通過應用BIM 軟件卻能夠將這種問題直觀地展現出來。比如在某交通道路橋梁工程的設計過程中為了使鋼箱梁能夠與頂部的混凝土共同受力，那么設計人員就需要在箱梁的頂部設置剪力釘，之后通過BIM技術在內部布置相應的鋼筋就能有效避免這些構件發生碰撞，在以往的橋梁設計及施工過程中鋼筋位置的碰撞往往由施工方現場做一定調整，這種方式相較BIM 而言在施工質量方面更加難于把控。再比如某工程橋塔的下橫梁需要布置較多的鋼筋，布置的鋼筋越多越容易發生碰撞，因此設計人員需要在BIM 模型的基礎上進行這些構件的設計工作，盡量避免各類構件之間發生碰撞，保障整體工程的設計質量。

（四）沖突檢查

設計人員在設計橋梁的過程中，通過使用BIM 模型能夠對整體的設計進行全面的校對，并可以有效統計整體工程的工程量，做好相應的設計規劃。傳統的工程制圖都是基于二維視圖，這樣的工程制圖不直觀，如果在設計過程中出現一點點失誤都可能會導致后續的工程施工受到嚴重影響，但是通過加強BIM技術的應用，在進行三維建模的過程中能夠及時發現施工圖紙中存在的不合理之處，從而有效地提升交通道路橋梁工程的設計質量。其次，通過應用BIM技術還可以將工程所需要的各類材料清單等自動進行整理，減少設計人員的工作量。

（五）設置出圖的模式

設計人員通過利用BIM技術來根據交通道路橋梁工程的整體模型進行施工圖紙的生成，因為在三維 BIM 模型的基礎上生產的施工圖紙的準確性與科學性更高，高質量的施工圖紙可以為后續的施工帶來更多的便利，但是由于這樣建模的速度較慢可能會導致工作效率受到影響。

（六）對于相關數據的監測

在進行交通道路橋梁工程設計過程中，通過利用BIM 模型，施工人員可以將工程的相關監測數據導入到軟件中，然后通過建立的模型來對交通道路橋梁工程的運行狀況進行分析研究。同時在運行過程中如果發現有數據異常，那么BIM 模型可以進行實時監控并發出警報,相應的設計人員根據BIM 所給出的數據分析結果來進行合理的調整，確保交通道路橋梁工程的運行安全質量。

結語：綜上所述，對于交通道路橋梁工程設計中的BIM技術應用，能夠全面提升交通道路橋梁工程設計方案的科學合理性，降低人工設計的施工圖錯誤率，并且能夠精確地控制施工過程，確保交通道路橋梁工程項目的施工進度，提升施工質量，合理控制施工成本。最終實現項目的可視化、可知化、可控化。