摘要：BIM技术在建筑工程领域当中有着十分广泛地应用。比起传统的CAD制图，使用BIM技术进行桥梁工程的设计有很多方面的优势，同时BIM技术也在这两年逐渐受到了桥梁设计的重视。
关键词：桥梁工程设计；BIM技术；应用研究
在桥梁工程设计中，BIM技术的应用较为广泛，能适用于山区公路和高速铁路等，其价值体现于在工程建设全生命周期实现各方信息交流，根据需求利用，BIM技术提高设计、施工和运维管理效率与质量。下文结合实践，分析BIM技术在桥梁工程设计阶段地应用。
1 BIM技术在桥梁工程设计中的必要性和优势
1.1使用BIM技术的必要性
桥梁的建设十分复杂，由于桥梁本身的机构通常十分复杂，会使用到大量的特异性构件，并且需要进行复杂的受力分析，使得在设计过程中需要进行很多计算，分析不同情况下桥梁会产生的问题。其次，桥梁的建造通常都是在一些环境复杂的位置进行，建造过程中会使用到许多特殊工艺和机械设备。传统的桥梁设计中，通常会使用CAD进行设计，CAD生成的二维图纸并不能在当前很难将桥梁设计者的意图表达出来，为桥梁的施工增加了困难。BIM技术的优势在于，能够生成三维图像，可以将各种不同构建的空间位置表达得更加准确，方便业主、施工方理解设计人员的意图，加快设计合理性和效率，并且提高了施工的效率。因此，将BIM技术应用在桥梁的设计当中十分必要，也是当前桥梁设计的一个趋势。
1.2 BIM技术的优势
(1)可视化交流，模拟施工。BIM技术能够将施工方案以三维模型的形式从呈现，使得设计人员和业主在可视化的环境中交流。并且，BIM的设计方案也是一个意见交流的平台，桥梁工程的单位都可以通过这个平台表达自己的想法，帮助设计进行改良。其次BIM模型还能够对桥梁的施工进行模拟，展示施工当中的难点和重点，在设计方案中还可以加入这些重点难点的处理办法，帮助施工方更好地解决施工问题。
(2)提升设计质量、实现成本控制。可以对建模细度进行设定，然后生成施工图纸，施工出图十分高效。另一方面，BIM系统还能够统计工程所需要的各种材料，并将工程的造价即时计算出来，省去了过去需要再进行一步统计的麻烦，方便业主进行成本控制。
(3)对项目进行全生命周期的管理。使用BIM技术能够对工程的整个生命周期都进行支持，比如可以在现场提前预制所需要的构件等，从而提高工程的施工效率，并且方便设计方掌握工程的核心技术和资源，为业主带来更好的服务。另外，BIM技术带来的交流平台，也能让工程的各种参与方都能够享受到高附加值的咨询。
2 BIM技术在桥梁工程设计当中应用
2.1 BIM技术在桥梁前期设计中地应用
桥梁工程的设计需要有业主、施工方、设计方的多方参与，在桥梁的前期设计当中，为了有效对项目进行立项、对方案的可行性进行研究、选择出合理的方案、需要各方了解彼此的需求。由于桥梁设计比较复杂，所以用图纸很难了解彼此的意图，设计单位和业主之间很难透彻的交流想法，使得双方很难达成共识。使用BIM技术的最大优势在于，能够方便各方在前期进行交流，表达自己的意图。当前通常会选择Revit等工具，根据桥梁的参数进行建模，模型的优势在于可以通过实际需求对于尺寸进行调整，具有很强的可操作性。另一方面，BIM技术还能够对桥梁的建设过程进行动态模拟，保证了对设计理念的直观表达，把桥梁的最终设计效果，以三维模型的形式交给桥梁工程的决策者。
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当方案需要进行调整时，依靠BIM技术也能够迅速调整方案，并且还能够对其他参数进行模拟，在对一处进行改动之后，也能够通过计算来保证方案的合理性。除了方案本身，BIM技术还能够对桥梁的用料、建造价格进行模拟，帮助桥梁的成本控制。在使用Revit进行桥梁的建模时，需要根据桥梁的特点建立专门的族库。桥梁的结构一般都比较复杂，能够生成3D模型的BIM系统，要比2D图纸对桥梁的表达更清楚。通过生成3D动画，也能够让业主深入的了解设计意图，并且全面反应能够桥梁和周围环境的关系，动画相比于传统的3为模型，在汇报方案时更加生动和直观，而且操作简单，普通的设计人员就能够完成。
2.2优化图纸输出
从当下来说，桥梁领域把2D施工图纸交付给建设施工机构和业主两方是如今桥梁设计工作的最核心目标，另外其也是桥梁项目不可或缺的流程。所以2D施工图纸的正常输出作业是桥梁项目组织以及管理的重点，然而该任务阻碍着BIM技术在如今桥梁领域的大规模推广。一般来说，如今的BIM技术呈现出形象的可视化、整体可协调、想过可模拟、流程可优化、信息相对完备等优点。随着社会经济的发展，可视性引入到桥梁领域的规模日益扩大。比如，施工项目的图纸仅仅是对一系列构件数据资料在纸上完成线条绘制等类型的展示，但实际的构造框架必须借助项目参与工作者来完成想象，而BIM技术可以有效避免该流程中出现的相关问题。目前桥梁领域除了达到基本的通行诉求之外，其关于桥梁工程整体结构美感的追求也并没有停止，但是2D桥梁设计方式已不能达到部分复杂桥梁多层次的设计效果，而BIM技术可以准确地呈现桥梁工程的多种几何特征，同时在进行设计时不会出现表达障碍问题，其对多样复杂的桥梁工程的结构同样也可以予以准确的呈现，所以BIM技术给桥梁项目的建设设计注入了源源不断的动力。
2.3响应设计变更
设计是施工的指导依据，在桥梁结构设计时，要站在施工角度进行分析。桥梁施工设计量很大，尤其是托架和挂篮等，若桥型结构上各个尺寸发生变化，都会影响桥梁工程施工的进度和成本。在作业时，极易发生设计变更。为有效把控上述风险，在设计初期，将各类影响桥梁施工设计的参数，利用BIM进行监视。若发生设计变更，加载经过变更后的桥梁BIM模型，利用警告信息，能够核查预警参数，分析其对设计的影响，最大程度上避免审图不及时或者人为因素造成的漏查。
2.4 BIM技术在桥梁后期设计中地应用
桥梁工程的后期设计阶段，需要对前期的BIM模型进行设计审核和碰撞检查。桥梁建设对各种不同指数的要求是很高的，BIM测试正好能够让设计人员对结果进行测试，提高了测试的效率，并且能够在发生了问题时及时修改设计方案。同时，这种方式还能够为后期的施工提供基础，减少后期施工中可能出现的问题，还能将BIM建模进行深化，在对BIM设计模型进行监察室，还能够生成分析报告。由于桥梁结构内部有复杂的三项应力管道和斜拉锁，使得桥梁的内部结构空间十分复杂。传统的二维CAD图纸很难表达不同构件的位置，如果不同项目的人员没有进行有效的沟通，就会造成建设的困难，无法保证桥梁的建设质量，从而造成不必要的损失。同时，图纸的表达还会丢失很多信息，造成设计人员并不能将自己的想法全面地详设计单位表达出来，使得工程中一些构件的位置出现冲突。在设计极短使用BIM技术，能够对桥梁部件的情况进行三维的表达，通过BIM软件，就能够进行碰撞检查并进行三维可视化技术交底。设计信息的保存也十分方便，可以在设计中加入一些维修信息，帮助桥梁的建造，提高了信息的完整性。当施工中发现问题时，也能够迅速查明问题的原因，对施工进行改良。
3结语
BIM技术的使用能够推动桥梁工程设计的发展，提高设计过程中的效率。工程的设计方、施工方、业主都能够通过BIM系统进行交流，促进了各方意图的表达减少了设计当中存在的问题，保证了桥梁工程的设计质量。
参考文献
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[2]孙聪.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].林业科技情报,2017,49 (3):84-85.
[3]林友强,曾明根,马天乐,等.桥梁工程设计BIM技术应用探索[J].结构工程师,2016,32(4):7-12.
论文作者:王祖珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/14
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