BIM在道路桥梁设计优化中的实践探索

2019-12-19李优峰

商品与质量 2019年36期

李优峰

山西运城公路规划勘察设计院山西运城 044000

传统的桥梁方案展示一般是采用效果图的方式，展示视角相对单调，无法直观展示桥梁设计方案，而BIM＋VR技术则为桥梁方案展示提供了一种全新的展示手段，能够真实展示桥梁的建设效果，模拟各类地理、时间及气象环境，所见即所得的展示手段便于业主迅速敲定桥梁设计方案[1]。

1 BIM技术概述

所谓BIM技术，指的就是现代建筑信息模型，其基本概念如下：立足于实际建筑工程项目的相关信息，构建完善的三维数据模型，通过数据仿真模拟技术，实现数据信息的真实化，进而使建筑工程迈上信息化发展道路的一类技术。BIM技术的应用是与当前我国建筑行业发展趋势相适应的。目前，伴随信息技术的进一步改进与更新，信息技术已经逐渐深入到社会各行各业以及人们的日常生活，这就使得整个社会的信息化发展水平不断提升。加强对各种新技术、新产品的运用是现阶段我国桥梁设计行业发展的必然选择，就BIM技术而言，其在我国桥梁设计行业的应用在很大程度上提高了我国桥梁工程设计的效率与质量。

2 BIM在道路桥梁设计优化中的实践

2.1 完善行业基本标准，创新协同化的工作模式

随着路桥行业的发展，BIM技术在实际的设计与施工环节中得到了广泛的应用，同时越来越多的BIM技术研发人员也相应地研发出了许多种不同类型的插件与接口，这种情况的存在极大地增加了设计人员工作的交流难度。为了更好地提升BIM技术在路桥设计和施工中应用的质量，设计人员要加快从众多BIM相关软件技术中选出一些技术水准比较高的技术，统一相关插件与接口的输出形式，尽可能地满足设计人员的设计工作需求。此外，路桥工程结构形式也日趋多样化和繁杂化，且对施工技术水准具有较高要求，大大增加了BIM技术的应用难度，所以实际的设计中要及时创新BIM技术应用中的协同化工作模式，力求不断提升路桥设计质量的同时，可以有效地控制路桥工程建设成本[2]。

2.2 模型的构建

BIM技术在桥梁工程中的应用首先需要构建一个科学完善的模型，具体来说，主要涉及到以下两个环节：第一个环节是借助AutodeskRevit软件为桥梁构件提供族的协同作用。例如，某桥梁工程的基础形式为桩基础，参照其平面图纸，AutodeskRevit应用程序可通过其自带的架构基础族模板建构一个完整的基础族库，同时还可以及时而准确地导入所有相关数据，并在三维立体图形中检验基础模型的构建是否存在缺陷或漏洞。第二个环节是获取桥梁完整的建模形态。在完成基础构件族的建构工作之后，可借助该软件构建一个项目数据文件，并将已经建构好的族库直接导入到这一项目文件之中，然后再对各基础构件的具体方位进行调整和优化，最终获得准确完整的桥梁工程数字化建模信息。

2.3 快速完成工程量计算与分析

现有曲面和设计曲面之间的土方量可利用平均断面算法快速求得。通过试算填挖距离及土方调配可得到土方计算表，对数据进行分析后，可确定取、弃土场的经济分界点及最优位置。同时，还可以从道路模型中提取实时工程材料种类及数量，对项目成本进行及时分析和控制，缩短工期，提高工作效率。

2.4 平台的选用

目前，参数族构件建立可使用Autodesk Revit、Autodesklnve ntor、Microstation Connect等软件。其中，Microstation Connect建模能力强大，但当前版本的参数化功能相对薄弱，有些模型参数无法实现，并不能实现模型全参数化驱动。Autodesk Revit具有较强的参数化功能，并且具有不同的族库样板，可以针对不同的需要，建立包括公制常规模型、基于面的公制常规模型、基于线的公制常规模型、自适应公制常规模型、体量等几十种不同类型的参数族模型，并且内置Dynamo插件可以制作更多形状复杂的参数族模型。但是Autodesk Revit本身建模功能较弱，只包含拉伸、旋转、放样及空心剪切等一些常见建模命令，Dynamo插件虽然使Autodesk Revit的建模功能有很大程度的提升，但是建模方式需要采用编程方式，增加了软件上手难度，降低了建模效率。Autodesk lnventor具有更强大的参数化功能及更强大的建模能力。并具有较强的模型出图、工程量统计及一定的应力分析功能。内置国际及中国规范的型钢及连接件族库。同样支持Dynamo模型的输入。是较理想的参数族建立平台。

2.5 自动生成施工平面图

首先，根据收集到的外部参考信息可生成多个图纸的草图。其次，提取模型中的信息生成道路横断面图、纵断面图和土方施工图，同时自动标注相关参数。当模型发生变化时，施工图也可以实时联动。此外，图幅线可以根据路线走向自动布局，对路线平、纵面进行划分，同时生成相关图例[3]。

2.6 道路施工环境设计与优化

拟建模型结合原地貌和建筑物，在三维中进行总体性施工组织可视化推演分析、多方案比选、多方论证、择优实施、统筹组织协调。结合周边道路车流量数据信息，分阶段进行交通转换模拟分析，辅助制定交通转换专项方案，保障现场主体施工和市政交通通行互不干扰，周边交通顺畅、有序，交通转换方案达到最优[4]。在BIM模型中可视化模拟分析拆迁关键区域，辅助制定分期征地拆迁方案，制定合理的出土线路和机械配置方案。确保工期、安全的同时，降低实施难度。