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BIM技术在桥梁设计中的运用

2019-01-16

中国公路 2019年6期
关键词:图纸建模钢筋

(天津市市政工程设计研究院,天津 300450)

一、工程概述

该桥梁项目主要技术指标为I级,设计行车时速为90km,桥位处不通航,设计洪水频率为1/80。桥梁标准断面宽度为22.68m,桥长为176.97m,结构形式为8m+10×16m+8m。桥梁单跨横向由10片普通钢筋混凝土空心板构成,为2边梁+8中梁形式,顶宽为1.568m,底宽为1.256m。桥面下铺装层是厚度为145mm的C35混凝土现浇层,上方是厚度为75mm的沥青混凝土铺装层。

二、桥梁设计中BIM技术的运用

在桥梁设计BIM三维建模阶段,主要依据设计二维图纸进行模型设置。具体建模过程如下:

(一)前期设计准备

在桥梁设计前期,需要对各个机构的利益需求进行全面分析。考虑到平面图纸在展示设计效果方面的局限,在前期桥梁设计方案比选阶段,设计单位可利用Autodesk Revit软件,从参数化、信息化、数字化三个层面进行数字模型的构建,通过桥梁动态三维可视化模型的演示,为设计理念的传达提供依据。

(二)设计优化步骤及冲突检查

在前期设计方案确定成后,设计单位可基于BIM三维可视化模型,按照“二维图纸→三维可视化建模→校核检查→问题/修改二维图纸→设计完毕”的步骤,对桥梁进行设计校核及冲突检查,并依据具体桥梁建设标准对设计图纸进行修改及参数优化。通过对二维图纸的反复修改、再建模、再检测,保证桥梁工程设计参数与施工需求相符。

首先,在校核检验阶段,可以通过XX桥梁项目模板自动生成材料清单,将模板材料清单与二维设计图进行对比分析,最终得出工程量统计阶段出现的问题,如钢筋数量统计错误等。

其次,在冲突检验阶段,设计人员可利用Autodesk Revit工作集合,构建参数化桥梁结构数据库,并以链接管理的方式进行视图样本及明细表模板分析。随后综合分析XX桥梁项目桥梁BIM模型中标准梁、道路标识、走道板等数据问题。以钢筋配筋顺序检验为例,设计人员可利用Autodesk Revit开放接口API对桥梁下部结构参数钢筋配筋情况进行全面检测,同时对不同类型桥墩、桥台布置实体钢筋数量进行统计分析,避免后续桥梁施工阶段因钢筋布设不当出现返工。

最后,在确定桥梁设计三维模型运行稳定之后,可直接在三维桥梁BIM模型中生成二维图纸。BIM三维模型与二维图纸的关联性,可以在保证图纸生成效率的同时,提高图纸生成质量。将自动出图模型与以往二维设计图纸进行比对分析,可以直观观测出以往桥梁二维设计图纸中存在的不良因素。

同时,对于XX桥梁项目关键施工工序,桥梁设计人员应在冲突检查及图纸比对分析的基础上,对各模块中心线间运行稳定性进行深入分析。如在支架安设阶段,设计人员应对模板系统与下横梁底面、分配梁中心线与模板底面、钢桁梁骨架线与分配梁等模块间的逻辑联系进行逐一分析,从而细化具体预埋件位置及施工流程。

(三)后期设计检查

基于BIM技术的桥梁设计检查主要是利用模拟4D技术对施工阶段各模块施工情况进行模拟分析。施工模拟4D技术又称4D BIM技术,主要是将各施工专业三维桥梁模型、桥梁各模块施工进度计划、桥梁各模块施工质量控制计划等信息,导入Autodesk Naviswork软件中。通过对桥梁后期施工阶段各模块施工进度、质量、安全风险等进行分析,可得出各模块施工进度合理性及协调程度,确保桥梁后期施工作业顺利进行。此外,还可将各模块材料、人力资金损耗情况等导入Autodesk Naviswork软件中,保证桥梁工程施工造价得到有效控制。

此外,为保证桥梁施工完毕后运维工作顺利开展,设计单位也可以在桥梁三维设计模型、后期桥梁运维两个模块之间开设数据监控接口,从桥梁安全数据检测、桥梁运行无线检测两个层面,对桥梁检测数据运行稳定性进行全面实时监控。若在BIM设计模型中发现桥梁出现明显的运维故障风险,可以通过短信预警的方式,第一时间通知桥梁运维人员处置。

三、BIM技术在桥梁设计中的运用效益

首先,通过直观信息模型演示,设计单位可向建设方准确传达设计理念,建设方也可以根据自身需求,及时向设计方反馈意见,从而保证前期设计方案的进度得到把握。其次,在后期桥梁施工过程中,通过设计阶段在BIM三维模型中对桥梁各模块施工安全度的预先分析,可有效测试各模块的施工危险程度,预先设定危险区域,保证后期施工阶段风险因素得到控制。最后,在桥梁设计中利用BIM技术,设计单位可向施工方详细展示设计思路及施工流程,同时施工方也可根据自身经验及时发现设计问题,通过双方信息交互,可以第一时间对存在较大施工风险因素的模块进行调整,保证施工效率。

四、结语

BIM技术是桥梁工程设计技术发展过程中出现的新技术,其独特的三维可视化功能,可以为桥梁设计单位与建设单位、施工单位信息交互提供有效的渠道。因此,在桥梁设计过程中,桥梁设计人员可依据桥梁工程具体要求,合理利用BIM技术进行三维建模,并结合校核检查数据,不断调整二维设计图纸,从而为桥梁后期施工顺利进行提供保障。

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