BIM技术在桥梁设计中的运用

（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。