摘要：信息化程度的不断加深，促进了我国建筑行业的蓬勃发展。桥梁工程作为国家基础设施占有重要地位，国内外的大型桥梁项目不断增加。由于桥梁工程工期较长、设计繁琐、变更频繁，为了突破行业瓶颈、加强桥梁核心竞争，因此BIM技术有巨大的发展空间。作为一项应用于建筑工程中的数据化工具，建筑信息模型（BIM）涵盖了建筑项目的整个生命周期，本文主要就桥梁工程的设计阶段的若干方面展开研究。
关键词：建筑信息模型（BIM）；桥梁工程；设计阶段；应用
所谓建筑信息模型(BIM)，即为一种应用于工程项目中的数据化工具，该项数据化工具应用在项目的设计、施工以、后期运营维护直至拆除的整个生命周期中，方便工程技术人员对项目中的相关问题做到准确理解及高效应对，其所提供的平台能够兼顾设计团队以及建筑运营单位在内的不同利益相关方的需求，实现协同作业，在增加安全性、提高生产效率、资源节约方面发挥着重要的作用。
建立桥梁BIM模型并和地面地质三维模型叠加，准确直观的选择桥梁方案，减少返工，提高桥梁的勘察设计质量、施工安全性和桥梁稳定性，解决桥梁与地形地质协调的问题，显著提高桥梁设计效果。
1 绪言
桥梁设计阶段是整个桥梁生命周周期的最初阶段，桥梁设计阶段的质量直接影响桥梁后续施工的工期时长和相关费用，因此设计阶段意义重大。在设计阶段中，主要分为两个环节，分别是初步设计环节和施工图设计环节。初步设计的重点之一就是方案实际，工程师会综合多方面的考虑设计出不同方案，现代桥梁不仅是方便交通的设施，同时也作为一种文化载体成为一个城市或地区的标志性建筑。当桥梁的设计方案确定后，便开始验算结构的安全性能，最后是施工图的设计。
BIM技术在桥梁设计阶段为设计工程师提供了高效的工作模式。与传统二维设计相比较，在BIM三维可视技术条件下利用参数化设计在型体、环境设计以及操作性能方面都有明显突破，当Revit系统增加了体量设计后，尤其是在复杂的桥梁造型设计上表现出优越的能力。建立桥梁BIM模型并和地面地质三维模型叠加，准确直观的选择桥梁方案，减少返工，提高桥梁的勘察设计质量、施工安全性和桥梁稳定性，解决桥梁与地形地质协调的问题，建立全面精准的数据库等，大量降低了设计师的重复性劳动，显著提高桥梁设计效果。
2 基于“族”的参数化建模
所谓参数化建模，是利用参数对图元属性的影响和控制，通过架构各要素间逻辑关系的数字化模型。BIM就是在参数化建模的基础上实现的，其基本对象是桥梁构件，比如，桥墩柱、桥梁和墙面等。
在建模过程中，Revit是使用较为广泛的参数化设计软件之一。其中涉及到了“族”的相关应用，“族”这一概念类似为CAD里面的图块，但又与之不同，每个“族”的类别和定义都能被修改，而且每个“族”又可定义不同类别，同时具备多种类型参数的选择。建筑模型就是通过不同定义、参数的“族”构建而成。Revit系统中的“族”有三个来源，其一是系统中自带的“族”；其二是被创建后载入的“族”；其三是针对特定构件在项目文件中內建的“族”但是不能以自有文件保存。
新建的“族”可以进入数据库保存起来，在应用时还可以根据具体情况更改参数，对桥梁的断面图、平面图、立体图能做到及时修正，大幅度提高了桥梁设计师的建模效率。
3 基于BIM技术的协同设计
桥梁设计中包括MEP设计、建筑设计、结构设计等诸多设计环节，这些设计环节并非是流水线式排列——完成一项设计后再开始另一项设计，为了提高建造效率，这些设计项目是同时展开的。BIM技术就可以提供这样一个高效的协同平台。协同设计是在三维数字信息的基础上，主要承担项目的数据的创建、传递和管理。
协同设计的模式主要分为工作集和链接两种模式。所谓工作集是指在数据层面上协同，也就是说在同一任务小组间，不同成员将自己的设计同步到平台上，实现信息的共享；所谓链接模式，则是不同任务项目间的协作模式，一个大项目往往细分为多个小项目，每个小项目将自己设计的三维模型上传到平台上，通过链接的方式整合各个项目，实现项目间的协同。比如，从宏观角度需要考虑到桥梁、道路与管线项目之间的统筹控制；从微观层面，以桥梁项目为例就会涉及桥梁型体及周边环境、电路管线、结构验算等多方面的协同。
4 基于BIM技术的钢筋设计
作为桥梁整体结构的重要组成，钢筋设计直接影响工程项目的安全和质量。
在传统二维CAD模型下，问题之一是看不到钢筋的实体形状，此外还有钢筋与钢束、转角以及预应力齿板之间非常容易出现不吻合的情况。BIM弥补了CAD的缺陷，通过增加钢筋类型、参数的修改与设置、增加钢筋的可视化，利用桥梁BIM模型并和地面地质三维模型进行桥梁三维配置钢筋，方便设计师的配筋过程和查看配筋效果，还能够模拟碰撞来查验钢筋冲突问题。
在具体操作中，要先对钢筋附着主体如梁、板、柱等进行选择，根据实际情况设置或是更改相应的参数，然后在所选择的主体的剖面上切割出实际需要的剖面，在系统提供的钢筋相关型号中进行选择或是修改，“族”功能的利用可以大幅度提高钢筋的设计速度，如左图所示，就是利用Revit建立起来的配筋三维图。
5 基于BIM技术的图纸输出
在设计阶段，设计师交付的设计任务都是以图纸形式呈现的。现代桥梁整体设计复杂，若是在设计中和业主没有实现有效沟通，项目一旦更改就非常耗时耗力。设计师如果是在BIM上建立三维模型，那么项目更改起来就会节省大量的无效劳动，包括桥梁外观和周围环境方案设计、桥梁安全承载的结构验算、施工图出图、建筑设备和材料的种类和数量、各部分间的连接方案。在BIM模型中，设计师会将需要修改的主体剖开，选择需要修改的对象，然后更改相应型号或是参数，还可以对调整后的模型整体情况进行检测，BIM可以根据修正后的三维模型直接生成平面的二维施工图，保证了图纸和模型的一致性，降低了人为修改图纸的错误率。
参考文献：
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[2]陈竟翔.BIM技术在桥梁工程设计优化方面的应用[J].开封大学学报,2016,30(02):90-96.
[3]洪磊.BIM技术在桥梁工程中的应用研究[D].西南交通大学,2012.
作者简介：朱海涛（1982-），男，汉族，籍贯：江西省丰城市，当前职称：高级工程师，学历：硕士，研究方向：路桥、计算机、BIM
论文作者:朱海涛1,张璟2,邢文3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/5
标签：桥梁论文; 模型论文; 项目论文; 钢筋论文; 参数论文; 阶段论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第29期论文;