BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用分析

郭亞飛

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

國內(nèi)橋梁工程建設(shè)項目與日俱增，許多不但外形十分特殊，而且結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜。要求有關(guān)設(shè)計工作人員具備專業(yè)的知識與深厚的工作經(jīng)驗，做好橋梁工程設(shè)計工作，制定出科學(xué)、可行的設(shè)計方案十分必要。假如依然運用從前的設(shè)計方式與技術(shù)，顯然無法達到當前的需要，并且不利于后續(xù)橋梁工程施工工作的順利進行，妨礙到橋梁的正常使用。通過將BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁工程設(shè)計工作當中，既能保證橋梁工程的安全，又能延長其使用年限，有一定的實踐價值。

1 BIM技術(shù)的優(yōu)點說明

對于橋梁工程項目來說，在設(shè)計的過程中，科學(xué)運用BIM技術(shù)，能夠獲得良好的應(yīng)用效果。當處于橋梁工程項目設(shè)計初期階段時，有關(guān)設(shè)計者可以運用先進的BIM技術(shù)，事先檢查橋梁工程項目當中是否存在缺陷和問題，并且及時加以改進，使橋梁工程的后期施工成本下降，降低資源浪費現(xiàn)象的發(fā)生。對于我國來說，受到地理方面因素的影響，橋梁工程建設(shè)項目的數(shù)量非常多。為此，有關(guān)設(shè)計工作者具體工作的時候，借助先進的BIM技術(shù)，設(shè)計出科學(xué)的橋梁工程模型，同時持續(xù)進行改進，確保了橋梁工程項目的質(zhì)量符合相關(guān)要求[1]。尤其近些年來，BIM技術(shù)發(fā)展速度非常快，將BIM技術(shù)運用到橋梁工程項目的設(shè)計當中，凸顯出可視化的優(yōu)勢，借助此項功能，可以使有關(guān)設(shè)計者深入掌握橋梁工程的內(nèi)部構(gòu)造情況，對后續(xù)施工策略的編制十分有益：一方面，縮減了橋梁工程項目的建設(shè)周期；另一方面，使工程的施工成本得以下降。除此之外，進行橋梁工程設(shè)計的時候，運用BIM技術(shù)可以準確判斷與分析橋梁工程項目中涉及到的不同成本情況，同時加以嚴格管控，達到降低工程成本的目的。實際上，BIM技術(shù)存在很多的優(yōu)點，運用到橋梁工程設(shè)計當中，能夠發(fā)揮出很大的作用。具體的優(yōu)點包含了下述幾個方面，詳情見圖1。

圖1 BIM技術(shù)的優(yōu)點說明圖

2 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計中的具體應(yīng)用

2.1 構(gòu)建準確的BIM模型

對于橋梁工程項目來說，構(gòu)建準確的BIM模型，能夠體現(xiàn)出一定的準確性與可視化等優(yōu)點。有關(guān)設(shè)計者建模的時候，應(yīng)該參考不同時期的規(guī)定，不斷改進模型，以便保證模型的精準新。一般來說，構(gòu)建BIM模型包含了下述三個不同的環(huán)節(jié)：其一，構(gòu)建相應(yīng)的參數(shù)族庫。對于橋梁工程項目建設(shè)來說，參數(shù)庫可謂十分關(guān)鍵，設(shè)計人員利用Revit軟件，在其中科學(xué)設(shè)置不同構(gòu)件的具體參數(shù)信息，使橋梁工程的結(jié)構(gòu)參數(shù)更加精準[2]；其二，構(gòu)建科學(xué)的模型，參考有關(guān)參數(shù)信息，然后構(gòu)建模型的構(gòu)件族庫，接著依據(jù)相關(guān)設(shè)計策略，完成對橋梁結(jié)構(gòu)建模的任務(wù)；其三，合理設(shè)置相應(yīng)的鋼筋模塊。作為橋梁工程設(shè)計的主要內(nèi)容之一，鋼筋混凝土十分重要，屬于具體應(yīng)用當中的主要受力部分。所以，有關(guān)設(shè)計者應(yīng)該參考橋梁結(jié)構(gòu)實際的受力情況，對鋼筋的數(shù)量進行準確計算，確保設(shè)置鋼筋的合理性。

2.2 科學(xué)制定并進一步完善橋梁工程施工策略

利用BIM技術(shù)可視化的優(yōu)勢，將其運用到橋梁工程項目的設(shè)計工作當中，可以建立更加細致的橋梁工程信息模型。與此同時，科學(xué)制定并進一步完善橋梁工程施工策略，并且應(yīng)用先進的BIM技術(shù)，可以把該環(huán)節(jié)予以清晰地呈現(xiàn)，然后借助模擬運行的方式，能夠科學(xué)分析橋梁工程結(jié)構(gòu)是否安全以及經(jīng)濟性的情況。在科學(xué)操作三維模型的過程中，需要體現(xiàn)出施工模擬的直觀化、動態(tài)化等特征，讓總體的施工進度得以顯現(xiàn)，并且對比各個施工策略的可行性，讓不同施工策略之間存在的差別變得更加顯而易見[3]。除此之外，把BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)到相關(guān)智能設(shè)備當中，有助于設(shè)計者與施工人員借助遠程查看的形式實現(xiàn)協(xié)商和溝通。如此，有助于及時改進與完善相關(guān)施工策略，保證資源配置的合理性，加大對工程成本的管控力度，對提升橋梁工程施工的效率非常有益。

2.3 注重對工程量進行準確統(tǒng)計

處于橋梁工程項目設(shè)計時期，設(shè)計人員需要注重對工程量進行準確統(tǒng)計。從前一直運用的老舊方法針對的為通過二維平面圖的點線面進行計算，并且運用Excel表格的方法完成計算的任務(wù)。此種方法主要適用于那些較為規(guī)則的橋梁工程計算，可以提升準確性。然而，當橋梁結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜的時候，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不規(guī)則的情形。假如依然沿用從前的計算方法，將呈現(xiàn)出很大的誤差情況，僅取近似值，會耗費很多的時間。假如改進之前的設(shè)計策略，必然要重新計算有關(guān)工程量。而應(yīng)用從前的計算方法，則需要花費巨大的人力與時間，并且也未必獲得準確的工程量計算值[4]。

所以，設(shè)計人員可以運用先進的BIM技術(shù)，使從前方法存在的不足得到彌補。在運用BIM技術(shù)以后，能夠構(gòu)建橋梁三維模型，并科學(xué)選取橋梁構(gòu)件適合的材料，借助BIM技術(shù)當中的自動化測量功能，可以完成測定橋梁工程量的任務(wù)。針對十分復(fù)雜的橋梁工程項目，提升了計算的效率，加快了計算的速度。與此同時，相較于從前采用的計算方法，可以確保計算的精準性，使誤差的發(fā)生進一步下降。除此之外，也達到節(jié)省設(shè)計工作人員精力與時間的效果。比如，對于橋梁空間異構(gòu)型橋塔來說，如果運用從前的人工形式，顯然無法確保橋塔分段部分用鋼量計算的準確性，僅可以把彎扭部分進行簡化，形成能夠計算的形式，才能完成計算的任務(wù)，但是僅可以獲取大概值，由此導(dǎo)致橋梁工程總體的工程量出現(xiàn)了很大的誤差。不過，通過運用BIM技術(shù)當中的CATIA軟件，能夠準確測定出彎扭部分，精準計算出橋梁所有部分的長度、面積以及體積等數(shù)值。借助此種方式，可以為橋梁工程后續(xù)的施工工作帶來更大的參考和幫助，達到嚴格管控工程成本的目的。

2.4 確保設(shè)計的科學(xué)性，及時做好沖突檢查工作

對于橋梁工程來說，進行具體設(shè)計的時候，設(shè)計人員可以運用相關(guān)Navisworks軟件，完成針對BIM模型的碰撞分析任務(wù)，順利進行前期檢查、校對以及審核等不同的工作，并且有助于排查出存在于施工圖紙當中的缺陷和不足，然后加以改正。除此之外，設(shè)計人員應(yīng)用BIM技術(shù)，可以完成羅列與比較采購清單的任務(wù)，確定具體需要采購的內(nèi)容，同時仔細檢查統(tǒng)計量存在問題與否。對于橋梁工程設(shè)計階段來說，科學(xué)利用BIM技術(shù)，能夠達到對橋梁工程的集合連接管理效果，保證后續(xù)施工工作的順利進行[5]。

3 結(jié) 語

總而言之，作為交通運輸當中不可或缺的構(gòu)成內(nèi)容之一，橋梁工程建設(shè)的重要性是毋庸置疑的。鑒于橋梁工程建設(shè)周期很久，投資的金額較大，對施工技術(shù)的要求較高，所以，只有盡可能降低橋梁工程設(shè)計環(huán)節(jié)中錯誤的發(fā)生，才能有助于后續(xù)施工工作的順利進行。有關(guān)設(shè)計人員通過科學(xué)運用BIM技術(shù)，凸顯出橋梁工程設(shè)計過程中的直觀性優(yōu)勢，完成準確計算仿真模擬數(shù)據(jù)的任務(wù)，達到對工作量自動化統(tǒng)計與分析的效果。并且，有助于有關(guān)設(shè)計工作者和施工人員進行緊密溝通與協(xié)商，對后續(xù)的橋梁工程施工管理非常有利，在控制橋梁工程成本的同時，確保了橋梁工程項目建設(shè)的質(zhì)量。