天津城建设计院有限公司 300122
摘要：虽然BIM技术在桥梁工程中的应用尚处于起步阶段，在各单位中的推广应用存在不少阻力，但作为一项能够突破建筑业生产效率低和资源浪费等问题的先进技术，BIM技术的发展应用必将是大势所趋。本文主要对BIM技术在桥梁工程设计及施工中的应用进行了介绍，以期为大型、复杂或新型桥梁工程应用BIM技术提供一些有价值的参考。
关键词：BIM技术；桥梁工程；设计；施工
1桥梁工程设计与施工特点
桥梁工程设计施工与其他工程设计施工有所不同，具体包括以下几点。
1.1施工环境复杂多变。施工环境复杂多样，如施工地点可能跨河、跨山谷、跨海等。为保证工程进度及施工安全性，需根据具体环境制定有针对性的施工方案。因此，当桥梁工程设计人员及施工人员面对一个新的桥梁工程项目时，难以依靠以往经验来判断施工方案是否具有可行性，仍需进行综合性的实际考察进行判断。由于受到环境因素影响，极易导致施工成本增加、施工周期延长等问题。
1.2构件多、结构设计复杂。桥梁建造是一项大工程，为保证桥梁工程安全稳固，其设计一般较为复杂，构件连接处则更为复杂，因此构建设计上易出现连接件冲突、配筋冲突等问题，致使施工返工、工期推迟。以往桥梁设计过程中若想发现结构问题，需设计者经验充足，能够结合二维设计图纸对结构进行检测。但传统方式难以在设计时发现问题，通常在施工进行时才能够发现，直接阻碍工程进展。
1.3预制构件多、体积大。钢桥或钢筋混凝土桥均需大量预制构件，这些构件需现场预制或从工厂中生产而后运送至建造点，因此，构件尺寸设计与生产具有较高要求。若现场出现构件尺寸不合理，则需重新修改图纸或改造构件，这样一来必将导致施工停滞，设计与建造成本随之增加。这些预制构件一般体积与重量较大，数量较多，生产、运输与吊装等存在潜在问题。因此，需要管理人员对构件运输进行规划，对施工器械、强度、吊装重量进行精确计算与验证。然而，以经验为主的生产、运输、施工规划，无法对这些问题有效预测和提前解决，当问题出现时才能发觉，施工进度必将受其影响。
2 BIM技术在桥梁设计阶段的应用
通过对桥梁工程设计施工特点进行分析，可知桥梁工程设计施工与其他类型工程设计施工相比工程量更大，设计构件复杂繁多，施工地点环境多变，因此必须对桥梁设计进行优化。
2.1前期设计。与传统工程建设方式不同，BIM可对桥梁方案进行参数化、信息化、数字化实体建模，将桥梁初步设计效果图进行动态呈现给投资方，并能够更加科学与立体地对整个设计方案进行多方位评估。BIM还可通过统计模型工程量，大致评估投资额，完善工程数据传递，为设计院与施工单位提供初步资料。
2.2后期设计。此阶段主要是对前期BIM模型设计桥梁的设计进行校对、核查、碰撞检查，并生成分析报告。由于桥梁建设中对各种指标要求较高，采用BIM模型可协助设计人员更优质的进行设计结果测试，及时发现问题并对设计方案做相应调整。BIM模型建立后，可及时对设计图纸错误进行修改，并运用BIM技术对前期设计的方案进行深化建模，从而有效减少施工过程中出现的错误。若仍有设计问题出现，则再次修改二维图纸，再次建模并检测，直至无设计问题出现。
3 BIM技术在桥梁施工中的应用
3.1数字化施工。BIM可通过信息化平台整合各部分信息，并在土木专业软件上对施工区域的地形地貌、工程地质情况及整个设计施工流程进行模拟，从而实现桥梁工程的数字化施工。利用BIM模型的动态形式，可直观反映施工进度信息，并可实现施工配料、资金安排、人员分配上精细化管理与运用，从而实现配料、资金、人员的利用最大化，提升项目整体施工质量与效益。
3.2施工模拟。BIM可将一个工程的规划、设计、施工等整个流程汇集成一个信息模型，此模型涉及建筑、结构、施工工艺及现场管理各个方面，并将不同领域的任务做成独立的设计模块，这些模块在BIM框架下形成一个完整的设计施工模型，其可对安全较大的工程进行模拟仿真测试，从而提高桥梁施工的安全性。
3.3优化施工管理。通过BIM技术进行数字化施工与模拟，可尽早发现施工过程中的问题，施工管理人员与设计人员可针对这些问题制定合理的解决方案，从而将思想从被动转向主动，减少施工过程中的问题，简化现场施工。管理人员通过BIM呈现的可视化施工过程，能够对施工做出更加科学的指导与管理，加深施工人员对施工的理解。
4 BIM在桥梁设计中的应用实例
下面以天津市滨海新区安阳桥为工程背景，探索BIM技术在设计及施工阶段中的应用。
4.1工程概况
安阳桥位于天津市滨海新区于家堡跨海河位置，主桥采用钢结构拱桥，主拱采用三维的组合式钢网结构，钢拱网分成左右两部分，每部分各由7道箱形拱肋构成，表达“大鹏展翅”之意，中央悬挂桥面的主体结构。安阳桥效果图见图1、2。
安阳桥主桥为空间大跨度钢网拱桥，跨径布置为20m+22m+220m+22m+20m=304m，矢跨比1/5.5，双向六车道，两侧各2.5m人行道。安阳桥主拱为双轴对称的空间钢网拱结构，拱高40m，主梁为钢主梁，宽32.4~40.5m，高2.3m；在主跨，分左右两幅，为主次梁结构，左右两幅用横隔梁相连，间距8m；在边跨，为整体正交异性钢箱梁。
[5]朱江．BIM在铁路设计中的应用初探［J］．铁道工程学报，2010（10）：104—108．
论文作者:杨江国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/2
标签：桥梁论文; 构件论文; 安阳论文; 工程设计论文; 模型论文; 技术论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第28期论文;