王振杰
中交一公局海外事业部 北京 100000
摘要：随着社会科技的发展，BIM已发展为土木工程行业最热门的技术。基于此，本文阐述了BIM技术的优点，分析了桥梁设计工作难点问题，分别从可行性、施工图设计方面对BIM技术在桥梁设计中的应用进行总结。
关键词：BIM技术；桥梁设计；应用
BIM是指建筑信息模型，即依托于计算机系统的可视化特点对建筑结构的立体特点加以展现。因为BIM模型可广泛应用于全寿命设计阶段，有效地弥补了传统二维模型信息执行慢、沟通难、任务多等弊端，以下就相关问题进行详细论述。
一、BIM技术优点
第一，参数化。BIM通过参数进行建模，确保各个信息间的关联性，能达到一次创建、反复应用；一处修改、智能联动的目标。第二，可视化。BIM可达到整个桥梁生命周期的可视化，例如：项目结构的3D展示、施工方案、施工过程三个方面。第三，节约资金。BIM能做到各个设计和施工方案之间的成本对比，有利于工程预算工作顺利开展，科学配置现场资源。第四，加快施工进度。BIM可达到各个设计与施工进度的对比，以便相关工作者对当前工程进度做出分析，适当调节。第五，提升施工质量。在桥梁工程施工期间，BIM应用十分广泛，例如：碰撞检测、绿色建筑分析、安全性分析等，有利于确保施工质量。所以，合理应用BIM技术有利于当前技术、方法的改善。
二、桥梁设计难点与BIM技术
（一） 桥梁设计特征
桥梁工程是线形结构的体系，在设计过程中一般会涉及诸多构件，为了达到桥梁安全性能的要求，会对各种构件及构件间的连接提出较高的要求，这让整个建筑结构变得更加复杂，极易产生连接、安装、配筋等冲突，对于预制安装的桥梁构件造成不利影响。近年来，我国工业化水平不断提升，很多桥梁结构已将现场的烧筑施工逐渐过渡到工厂预制、现场装配，借助工厂成套的流水线技术保证各个构件质量，而且，从某种程度上降低了施工现场的资源浪费现象，也缓解了对环境的污染。厂家预制的构件在施工现场完成连接、装配。这规定了各个构件在施工图指导下有效地连接，万一存在连接问题，或无法连接，则会给整个桥梁的建筑水平造成极大的影响。然而，现如今，我国很多桥梁工程设计依然沿用二维设计图，经过对各个构造图、详图、总图等可能不合理问题的合并，以此思想对工业化装配型桥梁的建筑施工搭配是极为不利的。经常存在延缓工期的现象，理由在于：万一施工作业中构件连接发生冲突，或不够合理，必须对施工图加以修改，并更改施工技术，给企业造成无形的成本的同时，又推迟的工程建筑进度。而BIM技术的应用能够弥补上述不足，对现代化桥梁设计有着重要的实现意义。
（二）BIM在桥梁设计中的应用
第一，BIM为桥梁全寿命过程提供了可视化的信息模型，为工程全寿命的分析与精准计算提供了有利的参考，促进各种信息之间的沟通与共享，有利于管理效率的提升。第二，BIM为桥梁工程设计的科学性、合理性带来了检验标准。可以对设计构造进行直观地评价，促进工程设计的不断改进。所以，相关工作人员应当有效地应用BIM技术，对现代桥梁工程的设计、施工进行优化。其一，通过收集与查询初始的二维图纸，可获得桥梁工程最基本的结构信息，并在此基础上构建三维信息模型；其二，在可视化状态下，通过对三维模型图的检错、分析，以及对二维图的调节与修改，有利于融合BIM技术的优点。其三，通过以上的不断调节、修改过程，最终实现设计的零批漏，从而宣告整个桥梁工程设计工作的结束。
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三、基于BIM技术的桥梁设计
（一）可行性时期的应用
桥梁工程的可行性时期即为方案设计阶段，目的在于理清桥型方案以及整体的构思，例如：桥梁的断面、平面、立面等。在此期间往往涉及诸多方案的筛选与比较过程，一般要花费大量时间，且方案的设计精髓部分具体还需要向业主传输。此时，BIM可以有效地发挥三维可视化的魅力，不同桥型方案的BIM信息模型可直接展示设计师的构思，并且，还可以便捷地进行断面图、平面图、立面图的转化。此外，BIM信息模型还能够对全部构件进行精细化建立，既可以体现三维模型的各个细节，又可以迅速统计实际施工材料。
例如：某拱形桥的初步设计方案的BIM模型中，清晰地了解到桥梁工程的空间形态及建成后的姿态，也能够了解其中的设计难点，以便对桥面车辆的运营情况进行明确，为设计方案的应用提供了参考。
（二）施工图阶段的应用
第一，改进设计。桥梁工程的施工图在设计过程中，既需要工作人员对重要性的截面构造、构件尺寸、连接等做出具体描绘，又要对附属结构的方位、连接手段、部分构造等加以明确。这就属于大量的构件放样问题。桥梁工程不但作为一种乘载车辆运行的系统，而且还可能涉及一些管道设施的布设，这时，必须对管道、桥梁空间方位进行合理地分析与确定，以避免各个构件的重合、重叠问题，最大化地减轻建筑施工难度。所以，在桥梁工程的设计时期，需要借助BIM模型来检错、检漏。核查各项设计指标，保证彼此的连贯性，并确保各个构件的连接相匹配，不存在设计冲突。由于施工图设计中会涉及很多构件，万一发生设计冲突，若沿用二维图设计，则要面临大规模的修改，往往顾此失彼。而应用BIM信息模型，可直接在模型中修改，相应的桥梁工程断面、平面、立面及部分构造等设计图也可以直接修改，且施工材料的用量等信息也会在自适应下加以调整，从而提升了桥梁设计工作效率。可见，BIM技术在建筑工程领域可取得显著效果。第二，施工方案的拟定、优化。BIM信息模型可能提供立体的桥梁信息，基于桥梁结构与施工技术直接对应，则不同的施工技术构建的桥梁构造、配筋等也会存在差异。因此，桥梁工程的施工过程显得十分重要。参照相应的BIM模型，可轻松地对桥梁的施工过程进行模拟，施工具有良好的直观性特点。若将相应的施工过程传输于有限元模型，可以展开结构安全性能的分析，进而对比各个施工方式下桥梁状态，以及施工的复杂性，为合理地拟定桥梁工程的施工方案提供支持。此外，还能够根据当前的施工方案做出改进，有利于工作效率的提升。第三，管理优化。BIM技术可提供桥梁工程全奉命决策信息的一种基础模型。在设计阶段即可提供整个工程施工、运营的全部信息，为管理工作的改进提供参考。具体表现以下几点：其一，提供了施工组织方式。BIM运态地呈现了全方位的桥梁信息，这样，可经过建模模拟，对工程作业的区间划分加以有效地确定，有利于管理人员对现场的人员、物料、机械设备等资源加以分配，达到资源的优化配置，有利于管理效率的提升。其二，提供了成本、进度、质量的管理方式。桥梁建筑施工期间，关于原材料、设备成本、管理成本等皆可由BIM模型做到精确地统计，也便于确定相应的工期。还可以对管理养护的周期及工作重点加以确定。
结束语：
总之，BIM技术是当前土木工程行业的一项新兴技术，具有可视化、参数化、加快工期进度、节约施工成本等优势，因此，在桥梁工程的施工设计中得到广泛应用。相关工作人员对此应当予以高度重视，并加强BIM技术的研究，以便更好地服务于现代道路桥梁领域。
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[4]李红涛. 试述BIM技术在桥梁工程设计优化方面的应用[J]. 建材与装饰, 2017(25).
论文作者:王振杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
标签：桥梁论文; 构件论文; 模型论文; 技术论文; 桥梁工程论文; 信息论文; 施工图论文; 《防护工程》2018年第32期论文;