BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究

孟凡圣，刘劲草

(1.黑龙江省龙建路桥第三工程股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001；2.黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 引 言

BIM技术是桥梁设计中最为关键的技术，由于该技术在我国建筑业应用时间比较晚，在最近几年才在工程中被广泛应用。但是国外其他国家对于BIM技术应用的案例非常丰富，而且也有着较为完善的政策支持。因此，BIM技术在我国建筑领域应用时被认作是CAD技术的革新。从长远角度分析发现，BIM技术能够实现工程设计和施工质量和效率的提升，对于我国行业发展具有重要意义。就目前大多数的桥梁工程施工而言，工程数量工程规模都在增长，但是在BIM技术应用中却显得非常少。本文针对BIM技术应用进行分析，提出在设计阶段应用的价值和具体方法。

2 桥梁工程项目的设计特点

2.1 结构设计相对复杂

桥梁工程中涵盖的结构构件非常多，而且桥梁结构比较复杂，在施工过程中需要实现非常多构建的紧密连接，而这一现象让桥梁工程在设计时考虑的因素增多，如果出现考虑不周到将会出现设计问题。比如说连接件错误和稳定性不足，等。在以往应用二维图纸进行分析时，工作人员需要借助对图纸的校对进行设计分析，但是由于检测方法有限，并不能实现图纸中设计问题的及时发现，很有可能对后续施工造成困扰，出现大量的返工。即使已经发现了设计图纸中出现的问题，由于二维技术存在较强的局限性，也无法实现对工程设计图纸的科学修改，而这一情况会引起图纸与实际情况不符。

2.2 构件数量和体积较大

在桥梁工程设计中，设计人员需要从多方面进行设计结构的考虑，保障设计的合理性，由于桥梁工程中涉及的预制构件非常多，而且很多预制构件数量大、体积大，在设计过程中工作人员需要结合桥梁工程的施工环境、施工能力以及现场设备等进行科学分析，让预制构建能够满足桥梁工程的应用需求，实现设计方案可行性的提升。如果在设计过程中出现了结构设计不合理，或者结构构建尺寸与现场的尺寸和形式存在不统一，将会对设计图纸进行修改，甚至引起构建的质量隐患，这一情况不仅会影响到桥梁工程的施工进度，还会引起成本投入的增加。比如说，在进行桥梁工程中应用混凝土构件时，如果出现了混凝土构件的质量隐患，将无法满足桥梁工程建设的稳定性要求，大多数情况下只能选择对混凝土构件的报废处理，重新进行预制构件生产。

2.3 施工环境相对复杂

桥梁工程与其他工程相比，桥梁工程的施工环境更加复杂，常常面临着跨河和跨山谷的现象，为了实现桥梁工程顺利施工，必须要保障工程的质量与安全，通过合理的设计方案选择，加大对施工环境的考虑与分析，在不同的桥梁工程中面临的施工环境也有很大差别，虽然可以借鉴类似的环境进行设计分析，但是难以保障同样的施工方案可行有效，这一情况会引起桥梁工程施工的阻碍，甚至会出现质量、安全、成本等方面的影响。

3 BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用

3.1 构建模型并进行精确计算

在桥梁工程设计阶段，通过对BIM技术的应用，让工程设计更加科学，满足工程的相关要求，同时也能让桥梁工程质量安全进度得到保障。在BIM技术应用下主要是实现对工程设计的协同，每一位设计人员都需要在设计平台中加大对数据和信息的共享，实现工作人员之间的有效沟通，改善以往传统的工作模式，既保障工作效率提升，又能够积极解决桥梁设计中出现的问题。通过对此现象的研究发现，以BIM技术为基础大大节约了工程成本，BIM技术在应用过程中实现了桥梁工程施工模型的建立，对桥梁工程施工模型和整体施工的科学性进行计算，尤其是在局部计算时，能够对建模的结果进行利用，获取相应的图形和数据信息，让整个模型计算更加科学。也就是说，在BIM技术应用中，通过整体计算能够让桥梁工程设计结构更加简便，保障了桥梁设计的高效性，通过数据传递减少浪费的设计时间，实现工作效率、工作质量的增长。

3.2 拟定并优化施工方案

BIM技术具备可视化优势，能够将可视化设计应用到桥梁工程的信息模型构建中，以构建的模型为基础确定桥梁工程施工的具体方案，然后以BIM技术为基础，通过对整个工程施工过程的展示，让设计的信息模型更符合桥梁工程的应用价值，保证桥梁工程整体施工安全与质量提升。通过对三维模型的分析，能够让工程施工模拟更加直观，而工作人员能够及时发现工程施工中存在的问题，及时做出施工进度和施工方案的调整，在施工模拟中可以展现不同的施工方案，并且用一定的区分方式进行差异化研究。以BIM技术为基础，将收集到的模型数据导入到智能设备中，让设计人员和施工人员通过远程沟通交流，保障设计方案的可行性提升，加大对施工方案和设计方案的优化选择。另外，BIM技术能够展现桥梁工程设计中资源分配的合理性，让设计方案更能满足工程的经济性要求。

3.3 对出图模板进行设置并且创建施工图

在桥梁工程设计图完成之后，需要将图纸交付给施工单位，如果采用以往传统的2D技术，无法实现桥梁设计中堆叠位置的展现。而应用BIM技术之后，能够通过几何图形实现桥梁工程所有精准位置的立体展示，避免了以往传统型设计图纸的表达障碍，让工程图纸更加直观也更加丰富，表达的数据信息模型信息也更加精准。另外，通过BIM技术能够对工程的细致划分，实现设计图纸应用效率提升。

3.4 统计工程量

在以往的桥梁设计中，工作人员普遍应用CAD进行工程量的统计，或者以相关的造价软件进行施工量的计算，在应用此种方式时，会消耗非常多的人力和物理资源，甚至因人力操作失误而引起误差。在BIM技术应用之后，能够结合该技术建立桥梁工程施工的模型，并且在整个模型的基础之上实现桥梁工程构建信息和数据的获取，加大对工程施工中工程量的统计。在工程量统计完成之后，能够以BIM技术为核心实现工程量的直观展示，在设计过程中，如果需要进行部分模型的调整，还可以结合相应的数量以及定额情况，对工程量统计数据进行调整，同时。在调整时，BIM系统会将变化的区域进行表达，保障设计和工程量计算的精准性。

4 结束语

总而言之，桥梁工程是我国交通工程的关键部分，由于桥梁工程施工中会涉及到大量投资，而且技术性强，难度非常大。为了保障桥梁工程质量，需要加大对桥梁工程设计的分析，在设计阶段通过BIM技术应用，以BIM技术应用优势为基础，实现设计的可行性提升，满足工程的经济性要求。另外，设计人员需要加大与施工人员之间的沟通，快速掌握桥梁工程设计中涉及的资源和信息，为设计方案优化提供依据，保障整个工程成本投入的下降。