BIM应用于桥梁设计的探讨

2018-10-23石若汐山东农业大学

消费导刊 2018年19期

石若汐山东农业大学

引言：BIM技术是以信息模型为基础的一种工作辅助方式。将桥梁的各项数据和信息输入到计算机当中，并借助BIM技术建立桥梁的三维模型，即可从虚拟的角度实现对于桥梁的模拟。通过BIM技术，设计人员可以及时发现设计图纸当中不足之处，并根据模拟结果对桥梁设计进行调整，从而达到提高桥梁设计可行性的根本目的。此外，BIM技术可以成为桥梁的信息数据库，桥梁的各项信息均会得到存贮，并通过互联网实现桥梁信息共享。

一、BIM技术在桥梁设计应用中的可行性研究

在未使用BIM技术之前，桥梁设计主要使用CAD技术。从本质来看，CAD技术中的三维技术效果要远远差于BIM技术，其实用性较差，往往只是在桥梁设计当中起到一种辅助的作用。正因如此，多数设计单位均不会通过CAD技术实现三维建模，往往只是使用其二维建模功能。从实际情况来看，CAD技术在负责一些中小型工程或者整体结构较为简洁的大型工程时具有不错的实用性，但在处理一些复杂程度较高的大型工程时难免会出现有心无力的情况。此外，CAD技术的二维建模功能具有一定的复杂性，其可控性较差。

与CAD技术相比，BIM技术具有一定的协同性。在使用BIM技术进行桥梁设计时，所有设计人员的设计情况均可以实现实时共享，若某设计人员发现存在设计冲突问题时，可以及时对设计进行调整，这对于设计效率的提高无疑有着直接的帮助作用。

在使用CAD的时候，若设计人员需要整改设计方案，需要依次对各个图纸进行修改，且在修改的过程中对各项信息及数据进行仔细的核对，避免出现前后不一的情况。这不仅需要耗费大量的时间，且无法从根本上规避出错的情况。而使用BIM技术时，要先对建设成型的三维模型进行修改，并对修改部位进行命名。修改完成之后，修改后的效果会直接体现在三维模型当中。若存在数据错误的现象，则会导致模型无法生成的情况出现。这种设计修改方式不仅无需耗费太多，且出错率几乎为零，可以有效提高工作效率。总体来说，BIM技术在多方面优于CAD。

二、BIM技术的在桥梁设计中的应用

（一）模型的建立

使用BIM技术搭建桥梁三维模型时，需要将桥梁的各项信息输入到计算机当中，像桥梁的长度、高度、拉索长度等，并通过特定的计算和汇总方式将各项数据整合在一起，最终实现模型的建立。三维模型不仅仅可以直观反映桥梁建成后的成果，更可以实现对于桥梁各项基础要素的有效管理。需要注意的是，在搭建三维模型时需要将各项信息保存，并将技术变更的设计记录在册，避免后期出现困扰。若搭建模型时遇到多个重复类型、重复结构的模型时，可以通过建立同类基础模型的方式，对个别参数进行适当的调整，从而达到降低工作量的目的。从某种角度来看，三维模型即是桥梁建成后的真实写照，其对于检验桥梁设计方案可行性方面有着重要的作用价值。

（二）调整设计图纸

BIM技术最大的作用在于能够检验设计图纸中的不足，并能够直观反映设计图纸当中的缺陷，便于设计人员对设计图纸进行调整和优化。通过BIM技术，桥梁的整体结构以及桥梁的部件细节可以清晰的呈现在设计人员面前，设计人员可以借此对桥梁的各个部门进行深入的研究及分析，并对问题部分进行评估，从而提高设计图纸的实用价值，减少技术变更现象出现的频率。

（三）桥梁的后期设计

一般情况下，桥梁的设计分为前期和后期两个阶段。前期阶段主要是设计桥梁的基础，例如桥梁的结构、桥梁各个部件所使用的材料等。后期阶段则是对前期设计进行下一步的审核和检查，确保桥梁建成后的各项指标能够达到预期的标准。由于我国对于桥梁的指标要求较高，所以后期设计阶段所涉及的内容相对较多，设计人员的工作量较大。通过BIM技术，不仅可以落实后期设计阶段的基本要求，更能减轻工作总量，缩短设计时间。同时，设计人员还可以以前期设计为基础，将建立好的三维模型进行深度的细化，提高三维模型的整体质量。此外，设计人员可以借助BIM技术对前期设计进行审核，并完成桥梁的碰撞检查。若发现桥梁设计存在问题，设计人员要及时对平面图纸进行修改，并重新使用BIM技术进行审核和检查。

（四）桥梁建成效果展示

将各个部分的三维模型联合在一起，即可形成桥梁整体三维模型。随后将BIM技术的视觉模式进行调整，即可得到不同环境下的模型效果展示图。此外，与桥梁相关各项数据和要素均可在效果展示图中进行查看，并可以对其进行调整。将桥梁建设地点周边的环境导入到软件当中，与桥梁整体三维模型进行融合，并选择合适的环境材质，即可获得桥梁建成后的全场景展示图。另外，设计人员也可以通过设置路径的方式，将全场景漫游效果展示出来。实践表明，BIM技术的效果展示功能可以给设计单位、建设单位和投资单位提供全面的信息，便于各单位了解桥梁的设计情况，为各单位进行决策提供必要的依据。通过效果展示功能，设计单位可以及时发现桥梁与周边环境之间的协调性，避免出现破坏周边生态环境的问题。除了全场景漫游展示之外，细节展示、模拟行车等也均可得到实现，这对于提高桥梁实用性有着很大的帮助作用。