景观桥梁BIM设计及应用实践论文_赵莹莹,周彦如

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摘要:BIM技术在景观桥梁设计中的应用十分普遍,不仅大大提高了桥梁设计的科学性、合理性,也更好地促进了景观桥梁设计的现代化进程,结合现阶段景观桥梁设计的趋势,对BIM技术在其设计中的应用进行研究,是促进我国景观桥梁建设发展的关键。

关键词:景观桥梁设计;BIM技术;应用实践

引言

BIM技术又被称之为建筑信息模型,其在桥梁设计中的应用不仅可以提高设计效率,而且也使设计更加可行性,更符合实际建设需求。尤其是景观桥梁设计,不仅要体现桥梁结构稳定性、安全性,在桥梁外观、造型上也要符合大众审美,彰显建筑特色,因此需要BIM技术的有效辅助,以此满足现代景观桥梁设计的各项需求。

1 BIM概述

BIM也就是建筑信息模型,它是一种结合了计算机技术、网络信息技术优势的新型建筑管理理念。BIM不仅仅是一项技术,一种设计模式,它可以同时将管理、设计等众多因素整合为一体,在桥梁设计过程中,实现其管理、审核、设计等方面的可视化、协调性、模拟性等等。

在建筑领域BIM的优势显而易见,尤其是桥梁设计中,BIM技术可以为设计者提供诸多服务,从而保障桥梁设计的科学性与规范性。BIM在建筑领域具有无可比拟的优势,首先能够为建筑设计提供很多服务,使得建筑设计具有科学性和规范性,然后能够为建筑施工实践活动中的多方施工单位提供有效、快速、便捷、安全的交流平台。同时,BIM技术还能够在桥梁设计实践中为管理者提供可靠数据信息,促进资源共享与信息互动,实现多方共赢。

将BIM运用于景观桥梁设计之中,提高了桥梁设计方案的科学性以及施工程序的时效性,促进了施工时间与成本的优化,是当代景观桥梁设计管理的主要方向。

2 景观桥梁BIM设计与应用实践

BIM技术在景观桥梁设计中的应用,大大提高了设计的科学性、合理性,也提高了桥梁设计效率,在未来景观桥梁设计中BIM技术还会有更加广泛的应用。

2.1 BIM模型构建

信息化时代,桥梁设计过程中首先要明确桥梁建模与拆分原则。本次结合相关工程模型设计与交付标准规定,对BIM模型进行拆分并分类,同时对其进行协同管理。对大桥建模原则与构建编码体系进行设定。具体如图1所示。各专业人员交流后,使用统一的原则进行建模,能够确保各部分快速合模。

图1 构件编码体系

桥梁模型信息化处理流程:

(1)参数化设计软件GH,建立可实时调控的桥梁骨架模型,以此为根据搭建Rhino与Revit的交互平台,可以批量驱动族构建。

(2)如果是常规构件,则需要企业设计人员结合丰富的设计经验,建立桥梁参数化常规构件族库。这样可以实现对结构参数的批量建模。

(3)如果是异型结构,则需要采用自适应族,利用参数化手段赋予构件结构控制信息,这样可以帮助设计人员更加准确的建立空间异型结构。

(4)针对参数化骨架模型,构件定位信息可以批量处理,依据上部结构、下部结构、附属的顺序进行组拼,从而完成桥梁几何模型建立。

(5)为构件进行批量添加配筋率,材质等结合信息。

(6)借助BIM技术进行景观桥梁设计,通过构建桥梁BIM模型,实现了机电、管线、照明等多个专业模型的集成,为各专业之间的沟通交流、协同工作提供了必要支持。

2.2 BIM模型应用

BIM应用过程中,建模是一个非常重要的环节,通过建模、模型分析,能够帮助设计者获得设计所需的准确数据,从而提高了设计合理性。

2.2.1景观分析

景观分析模型的建立及应用是利用构建的数字化模型,建立可视化的三维模型,从多视角展现结构及周边环境,并利用动画技术,从驾驶者、航道船舶等多角度对结构进行分析,从而对结构的景观性进行更客观的评价。通过对推荐及比较方案不同角度的景观效果进行对比,最终汇集专家、市民等多方意见,并利用三维模型的可编辑性,对最终推荐方案进行优化,确定桥梁的景观设计方案。

BIM在景观桥梁设计中的应用,前期方案制定不容忽视。设计者可以采用自主二次开发R-BRG及G-BRG辅助设计工具与GIS地理信息数据,快速进行桥位场地、施工周围地形地貌模型构建,与此同时还可以实现项目信息录入,不仅大大提高了设计效率、质量,也实现信息管理现代化、信息化、规范化;采用参数化手段,还促进了方案的更新优化;自适应的智能渲染技术,为设计人员了解周边环境提供了更加多元化的途径,同时,设计人员还能够一边观察一边灵活对方案进行调整,这样一来前期设计、研判与抉择效率就大大提高了。

2.2.2设计阶段

在设计阶段采用BIM,实现了对复杂节点的三维设计,同时还能够采用第一视角检查复杂空间结构的合理性和操作空间可达性,从而为后期实施提供更加可靠的支持。借助撞壁检查功能,还可以有效避免结构布置上软、硬碰撞等问题。借助BIM平台内对工程量进行统计,弥补了传统二维设计中统计不准、重复核算等问题。结构图出图方面,采用BIM模型,复杂节点以更加直观的三维视图呈现给设计者,这大大提高了设计人员分析设计、调整设计的效率,另外,参数化设计手段将BIM信息模型三维成果转化为二维图纸,更好地满足了施工图设计的基本要求,异型桥塔结构出图率能够达到百分之七十以上。

2.2.3结构设计

景观桥梁的结构设计过程,会运用各种技术,其中BIM在桥梁结构设计中也有普遍应用,尤其是结构计算方面,基于参数化骨架模型,通过MCT命令流形式,构建三维杆系有限元计算模型,它实现了一键云计算,可以针对计算数据进行有效校对,确保计算结果的准确性,同时还可以及时更新和优化结构设计。为了进一步实践分析,相关的设计工作应该结合具体施工工程实际,从而才能进一步保证设计的合理性,景观桥梁的承重部位非常重要,在这个部分的设计中,BIM模型能够直接进行交互实体有限元分析,通过力学仿真模拟,提高设计的科学性。

2.2.4设计审查

景观桥梁设计审查阶段BIM技术也发挥着巨大作用,在这个阶段,审查人员可以通过构建BIM模型,直观的对景观桥梁结构的安全性、合理性,以及外形的美观性进行审查,并在平台针对可能出现问题的部分进行批注,这样问题与构件相挂接,大大提高了桥梁设计质量。在审批过程中,审查批复模型中批注的构件需要以高亮的方式显示出来,这样便于设计人员快速找到问题构建的部位,也便于信息模型在平台内的直接调用,在模型调整好之后,其信息会自动反馈至BIM平台中,可以看出这样的设计审查效率大大提高,质量也有了保障。

3 BIM 拓展应用

3.1专业化定制与二次开发

在景观桥梁项目设计中,BIM在拓展应用中也发挥着不可或缺的作用:

(1)BIM能够智能合成路面交通设施、城市、自然环境模型,包括车辆、植被、建筑、人物等标识。

(2)BIM在色彩、土层、线型建模等方面实现了标准化操作,可以依据客户需求,快速调整和切换建模环境。

(3)借助参数化随机车辆和人群模块,可快速地进行桥上行人、交通设施的随机动态模拟。

3.2 BIMVR虚拟现实技术应用

对于BIM技术而言,结合各种新的技术手段是一个必然的趋势,无论是BIM和VR,BIM和大数据,BIM和人工智能,甚至BIM和区块链都有可能给工程行业带来极大的发展。

BIM虚拟技术的核心是信息技术,在计算机数字环境中构建多元信息融合和交互式的三维动态视景方针世界。能够为用户提供视觉、听觉、触觉等多元化的感官体验,实现了现实世界与虚拟世界的交互。

在计算机信息技术的支持下,BIMVR在桥梁设计中的应用会更加广泛,将BIM与VR相结合,能够为设计师提供更加准确的项目构建空间尺度,增强项目信息交互与直观感受传递。

结束语

BIM技术在景观桥梁设计中的应用,大大提高了景观桥梁设计质量与效率,不仅为景观桥梁外形构造设计提供了更加多元化的方案,也确保了方案修改与修正的灵活性,促进了我国景观桥梁设计的现代化进程。本文结合实例对BIM在景观桥梁中的设计及应用进行了分析,希望可以为相关桥梁设计者提供一些建议和参考。

参考文献:

[1]张云.浅谈BIM技术在桥梁设计中的应用[J].城市道桥与防洪,2018(11).

[2]迟啸起.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].四川水泥,2018(11):66.

[3]宫世梁.桥梁工程设计阶段BIM技术的应用研究[J].居舍,2018(29):47.

[4]李金华.BIM技术在桥梁设计阶段的应用分析[J].居舍,2018(27):89.

论文作者:赵莹莹,周彦如

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/25

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