基于BIM 技术的市政道路桥梁设计探究

饶友平

（重庆市设计院， 重庆 400015）

0 引言

随着现代城市的极速发展和整体规模的不断扩大，城市对相关市政配套设施都提出了更高的要求，这当中也涉及各种新型道路桥梁工程的建设，或者是对原有的道路桥梁系统进行改造。原先使用的工程技术往往都无法直观清晰地提出动态性的设计内容，但是BIM 技术的出现改变了这一弊端，有效实现了设计、施工和运维之中的智能化，在动态演示之下把道路桥梁工程每个阶段的具体情况都展现出来，同时也使设计方案能够直接转变成模型，为后续施工提供充分的技术支持，具有极为重要的现实意义。

1 两者之间的关系

1.1 BIM 技术

BIM 是建筑信息模型的英文缩写，主要是通过三维数字等一些先进的技术建立数字化模型，并进行工程各节点的三维动态设计以及仿真化分析，以此实现模块化、系统化和可视化的精细设计[1]。这种方式能够实现对道路桥梁工程的优化设计，在其施工和其它环节之中通过新型的设计理念，推动市政道路桥梁工程设计向着信息化方向发展。

1.2 优势

（1）完全凸显设计意图

运用BIM 软件构建起道路桥梁模型，能够直接模拟出整体工程的三维环境，设计师可以直接依照直观的工程模型，实现内外部的统一化设计，达到直接展示直观效果的目的。

（2）强化模拟分析能力

BIM 通过优化模型，实现桥梁建设的虚拟性，一旦需要某一处的细节就会直接从模型之中进行提取，最终以三维立体图形的方式将设计模型展现出来，最大程度上保证了设计的合理性。这样一来在设计阶段就能够提前感受到最终建设完成之后的效果，并及时发现其中存在的问题，做出相应的改正措施。

（3）提升设计精准性

传统市政道路桥梁设计都是要制作二维图纸的，它其实是设计人员在空间想象中的三维模型投影以及将其剖切到二维平面上形成的，但是这种图纸所反映出来的效果以及纠错的效率都远远不及三维模型。三维模型最终生成的图纸其表现形式非常丰富，可以准确无误地展示出所有细节内容，因此这在设计施工方面具有极高的精准度。

（4）实现信息数据共享

BIM 信息模型之中包含有桥梁工程的全部信息，在其项目周期之中使用同一个模型，因此不论是数据的更改还是采集都只有一个进出口，这就在很大程度上保证了数据的完整性；同时这种数字化的模型还可以使资料在长时间之内进行良好的积累、传递与共享，集成管理作用极为明显[2]。

（5）达到协同设计的目的

通过该技术能够有效借鉴和使用信息模型数据库之中的各项信息，并在统一化数据的引导下实现融合，最终达到高度的统一协调，提升设计本身的契合性，强化协同设计的效果及效率。

2 设计探究

2.1 场地规划设计方面

在市政道路桥梁设计过程中，场地规划是一项极为关键的内容，同时也是极为重要的环节，最终工程设计质量的优劣程度和这项内容有着直接关系，因此这就必须要将场地规划设计落实到位。原先在进行这方面设计时基本都是依靠勘察人员通过测量得到数据，因此极易出现较大范围的误差，影响最终设计的精准度，同时效率较低。然而在使用BIM 技术之后，就可以有效提升场地规划分析的精准度，保证工作效率，达到优化设计的目的，这主要体现在两点内容上。

第一，通过该项技术可以将场地之中相对比较抽象的平面元素通过立体化的形式展现出来，使所有的内容都能够一目了然。这样一来不但可以使设计人员高效地进行场地布置和设计，还可以把每一个阶段场地的具体转换情况完全考虑进去，以此实现优化设计的目标，降低重复布置的情况。此外，运用该技术建立场地模型时还可以通过标高方格网将地形导入进去，从而预先设计好排水系统以及道路的标高系统，这样就能够在场平的时候依照已经设计好的路网竖向方案去施工，以此减少施工量、挖方、填方，达到节约成本的目的[3]。第二，通过BIM 技术和相应的软件，将地理信息系统结合进去，能够实现对道路整体布局的详细优化，以此实现道路桥梁的智能化管理，最终实现预期的目标；另外在使用相关软件之后，还能够直接对道路桥梁的实际情况进行模拟，以此对车流量和人流量进行评估，最终实现相应的建设目标。该技术的使用还可以有效解决传统设计方式上存在的一些问题，比如精准度不够或者是数据信息缺乏的问题。

2.2 3D 可视化

现阶段该技术已经被广泛应用在了各类工程竞标之中，很多市政道路桥梁工程之中也有了一些实际的应用案例。在BIM 技术的支持下，主要能够建立起市政道路和桥梁的设计模型，这种模型是在三维空间中建立完成的，所以能够实现完全的可视化，由此在市政工程招标之中就能够使相关部门对工程设计有更为直观的感受，也可以从多个角度对工程进行研究和分析，最终直观地观察整个工程。

2.3 景观设计

运用BIM 技术进行景观设计的时候，可以先把道路桥梁范围之中的景观方案进行模拟分析，以此实现景观和工程之间的相互协调，避免后续工程建设给周围生态环境带来不良影响。另外通过BIM 技术，还能够在空间方面和工程相互结合，以此建立起来工程景观模型，使设计人员可以对景观进行优化提升，突破传统设计方式中的一些限制，最终使设计过程能够达到动态化与可视化，并将工程设计质量显著提高。

2.4 模型同步管理

在BIM 技术的支持下，会在同一个平台上实现信息资源的共享，同时在建设项目周期之中，BIM 模型之中的很多信息都可以给绝大多数决策提供依据。在道路桥梁设计的每一个阶段，设备管线、设计以及运维管理等内容都能够达到信息资源共享的目的，各类参与主体也都可以把信息导入到BIM 之中，并在共同的平台下达到协作的目的，由此改善传统条件下工作效率低下以及信息不对称的问题。

2.5 钢箱梁细节设计

现阶段桥梁工程之中出现了很多跨线桥设计，为了可以将跨越结构施工给交通运行带来的影响降到最低，钢箱梁顶推方案开始被广泛应用。钢箱梁通常都是由地板、顶板、横隔板、腹板等材料在工厂节段制造之后通过现场焊接安装完成，其内部的构造相对比较复杂，横纵交错，同时还给加工精细化提出了一些要求[4]。传统二维图纸下一般都是通过节段划分和几个相对比较典型的横断面图去制定钢箱梁上部结构的组成情况以及具体的加工措施。当钢结构加工方在得到设计图纸之后往往都需要对图纸实施深化设计，并对其中设计意图不够明显的地方需要及时不断地和设计方进行沟通，这就在无形当中给工期造成了影响。BIM 技术的引入就很好地解决了这个问题，三维结构设计资料可以很便捷的输出不同位置和角度的二维剖面，迅速生成相关构造图纸，大大提高了钢结构生产效率。

3 结束语

总的来说，市政道路桥梁作为一个城市发展的重要基础，彰显了一个城市发展的基本水平。而BIM 技术的出现有效改善了原先工程设计方面不精准、不同步等问题，真正体现出了该类工程规划设计和施工建设等工作最终的全过程一体化管理，最大程度上保证了设备、结构以及管线等内容都可以在同一模型之中进行设计，由此提升了工程最终的设计质量，促进了城市化发展。