公路桥梁项目设计阶段BIM 技术实践分析

韦儒

中交第一公路勘察设计研究院有限公司 陕西西安 710075

在进行物资的运输过程中，很多时候不可避免的就是需要利用公路桥梁进行运输，而由于环境的复杂性，在进行公路桥梁设计的过程中需要采用多种桥型。一般装配式的桥梁主要是应用于简单桥梁上的布设，而如斜拉桥、大跨径刚构桥以及悬索桥等构建方式主要是用于跨度较大的深谷、河流上，小半径曲线箱梁一般用于互通式的交叉点位置，在一定程度上提高了结构和行车的安全性[1]。由于公路设计及施工过程中所采用的桥梁类型多种多样，因此，采用BIM 技术正好可以将这些复杂的问题简单化、精细化，特别是对钢结构桥梁的设计制造以及方案的选取上有着极为重要的指导作用。

1 BIM 技术在公路桥梁设计中的应用

1.1 基于BIM 技术搭建协同设计平台

随着科学技术水平的不断增长，BIM 模型的建立使得许多的工程变的更加简单快捷，BIM 技术主要是以激光扫描、无人机倾斜摄影以及航测遥感等较为先进的测量技术为基础进行环境模型的建设，并通过协同平台进行设计。利用BIM 技术中自主研发的软件设计功能，使专业设计人员工作更加简单化，可以根据实际的数字化勘察设计来实现成果展示，从而得出所需要的数据，进一步生成桥梁设计的BIM 模型，最后就是通过协同平台进行环境模型与BIM 模型的融合与组装，得到最实际的建设模型。公路桥梁的设计人员可以以整体模型为建设标准，同时将其融入自身的设计特点，对公路桥梁的设计方案进行检验，同时在这个过程中还需要去完成模型的协同处理工作以及各种专业设计的推送、衔接工作等。为了有效的避免由于数据误差而造成的设计失误，需要利用协同平台的分析能力，确保各个参数与实际的测量数据保持一致[2]。在上述的过程中，相关的专业设计人员还需要通过利用BIM 协同平台进行数据确认工作，然后再将实际的数据库进行转换传递，保障最终设计信息的准确性。

1.2 BIM 技术在公路桥梁方案必选中的应用

在桥梁的设计过程中，常规桥梁的方案设计往往占据着较大的工作量，因为装配式的桥梁结构在桥梁工程占据了较大的比例。通过利用传统的桥梁设计方案经验在短时间内可以制定出桥梁的设计方案，但是不可避免的会存在一定的弊端，造成桥梁设计出现一些问题，例如设计图纸不能清晰的表达意义、桥梁构造物与所跨越物体的位置关系存在一定的问题等。

在利用BIM 技术进行公路设计的过程中，可以实现路线软件的自主设计与桥梁中心桩号、跨径的批量设置，实现一键生成路线以及常规的桥梁设计模型方案，降低了工作量，避免了认为失误产生的设计问题。通过利用地形模型可以建立出激光点、航片以及卫星图像等数据，将BIM 技术与地形模型技术做到充分融合，实现对桥梁方案的有效评估，降低了安全事故发生概率。这样就可以生成极为清晰的孔径布置以及上下桥梁结构选型等，进而判断是否满足设计标准。

1.3 BIM 技术在钢桥细节设计的应用

装配式桥梁设计可以广泛的应用于各个主线的桥梁设计中，但是对于一些交通通行量较大的区域，是不可以采用这种方法的，例如一些深谷、跨度较大的跨线桥以及大河等特殊地形。在遇到这种情况时，往往斜拉桥、悬索桥以及大跨径刚构桥更适合以上这些地形。然而这些的桥梁设计结构极为复杂，各个构件之间的衔接与安装决定了桥梁的稳定性，如果通过传统的二维图模型进行各个构建的位置的安排，则会图纸繁多，晦涩难懂，对桥梁的设计和施工造成了一定的困扰。

钢桁架主梁节点锚栓与索鞍是一些跨径较大的桥梁所使用的重要部件，由于这两种部件的空间构造极为复杂，采用常规的二维图不能完全将这些结构充分显现，造成了后期施工困难。而通过BIM技术对各桥梁构件进行模型展示，并可逐一装配搭建起桥梁模型，使得这类特殊结构桥梁变得精细化、简单化，对该类桥梁的设计及施工具有重要的指导意义。

2 BIM 技术在公路桥梁设计的应用难点

2.1 软件技术存在一定的漏洞

现如今，我国在进行公路桥梁设计的过程中所采用的BIM 技术软件往往都是依靠一些国外的软件，虽然这些软件的开放性极大，但是对于我国的设计而言，往往缺乏一定的合理性，造成了设计过程中不能完全依照中国设计规范进行设计。同时我国的相关技术人员在进行桥梁公路设计过程中往往需要融入一些自身的特点，因此需要将BIM 技术的相关软件进行本土化开发[3]。

2.2 对于硬件的配置需求较高

在进行公路桥梁设计的过程中仅对自身信息进行建模是不足的，同时还需要对周边地质、水文、建筑、管线等进行配套补充，这样才可以更好的建立科学合理的设计方案[4]。但是由于这些信息在建立模型过程中需要包含内容较多，因此需要一个硬件配置较高的系统才可以满足相关信息的处理。

2.3 对于BIM 专业技术人员要求较高

设计、施工和运营管理等全生命周期的建设活动都需要BIM技术的参与，BIM 应用传递模型信息[5]。因此，相关从业人员要掌握各工程建设活动的有关知识，还要会熟练应用BIM 相关软件，甚至必须能根据我国规范进行相关功能的二次开发，这样才可以有效的避免由于设计规范问题所造成的数据偏差。

3 结语

观察近年来的公路桥梁设计工程，可以发现设计过程的各个角度、各个阶段都有BIM 技术的实践应用。在BIM 技术的起步阶段，难免会遇到艰难的探索和改进，但正是相关人员的逐步攻关才使BIM 技术向着成熟的方向迈进。目前已取得的成果显示，BIM 技术的发展势头越来越好，对设计阶段工程难点的攻破起了重要作用。现阶段，BIM 技术的三维表达方式已具有超前的优越性。