BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用分析

郭仁滨 程海滨

1. 身份证号码：3714241984＊＊＊＊3013 山东 德州 251500；

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引言

BIM技术具有较强的实用性和应用性，将其应用到桥梁工程设计中，能够大幅度提高项目工程的设计效率和质量，让设计更具有科学性、创新性、科学性，为后续施工流程奠定基础。将BIM技术应用到桥梁工程设计阶段，模拟工程整体设计过程，直观展现三维桥梁结构，为桥梁工程施工建设提供技术支持。应用BIM技术设计的桥梁工程施工方案更符合当今时代发展形势，让项目工程建设更加科学合理，提高项目工程的质量和安全性能，进一步推进桥梁工程的发展。

1 BIM技术在桥梁工程设计阶段应用概况

BIM技术指的就是建筑信息模型化技术，它是以三维数字技术作为基础，对桥梁工程项目实体和功能以数字化形式表达出来。将BIM技术应用到桥梁整个工程中，能够建立从项目论证到项目拆除的全过程数据库，通过数据库能够更高效运用与共享项目数据，还能在任意阶段进行数据信息提取、修改和更新，实现整个项目工程的协同作业[1]。

BIM技术应用到桥梁工程设计阶段，有助于提升BIM模型整体能力，具体有：增强模型信息的完整性，桥梁工程涉及阶段中的BIM模型，不仅包含对象的几何信息和拓扑关系的基本要素，还有各分部分析的详细设计信息；增强模型信息的关联性，桥梁工程涉及阶段中的BIM模型里的对象都具有一定关联性，系统可以对模型的信息开展统计与分析，生产相应的图形和文档，如果BIM模型中某一个对象出现变化，与之关联的其他对象也会发生相应的转变，保证信息的完整性和即时性；增强模型信息的一致性，BIM模型有助于实现桥梁工程设计的自动化演化功能，如果统一对象在不同阶段能够进行修整，这时没有必要进行重新创建，从而极大程度减少BIM模型信息不一致的误差。另外，BIM技术应用到桥梁工程的设计阶段中，还具备模拟性、协调性等性质，如果设计方案存在意见不一致现象时，工程设计人员可以对项目工程进行综合分析。

2 桥梁工程设计阶段中BIM技术的应用优势

将BIM技术应用到桥梁工程设计过程中，具体有以下几方面应用优势：第一，工程参数化。桥梁工程设计阶段在应用BIM技术过程中，根据参数化要点做好工程建模工作，确保各项信息衔接操作的有效性，在第一次创建后可以进行重复使用，在某一过程遇到问题时，只需要对部分内容机械能修改，能够做好智能化联动操作。第二，工程可视化。在桥梁工程运行过程中，BIM及时能够对整个流程进行可视化操作，操作要点主要体现在桥梁两题内部结构、施工方案、具体施工技术等。第三，节省工程成本。BIM技术在桥梁工程设计阶段的有效应用，满足施工设计方案要求，在施工操作过程中更高效控制工程成本，建立完整的财务运算体系，可估算成本，确保工程资源配置的合理性。第四，加快工程进度。BIM技术应用到桥梁工程设计阶段，能够根据施工方案要求，有效调整施工进度，确保项目工程进行的协调性[2]。

3 BIM技术在桥梁工程设计阶段的有效应用对策

现阶段，在桥梁工程设计阶段应用BIM技术，利用BIM的特性整个项目工程进行综合分析和挑战，为后续施工提供更准确的技术支持。

3.1 实现多元化基础数据处理

在桥梁工程设计阶段中，分析原始地形数据是项目工程设计的第一步骤，但是传统的工程地形数据设计还停留在二维平面层次，无法更为直观地表达地形地貌。然而通过AutoCAD Civil 3D处理后的地形图，可以建立起系统的三维模型，并在此基础进行项目具体信息的综合分析。还有软件自带的GeoLechnical及River模块，能够将地质勘探与水利数据集中呈现出三维模型中，为整个工程建设提供更向下的参考数据。另外，结合Raster软件，能够实现通过GIS软件获得的航拍图片矢量化，并直接附着于处理好的三维地形中，实现项目工程的实景化。同时，在桥梁工程项目前期投标或方案结算，通常会出现地形图等基础资料缺失的情况，使得整个项目不能顺利开展。通过Inlrawoks功能，使用自带的项目模型创建工具或者处理网络获取不同精度CIS数据，从而实现快速实景建模，并以此为基础进行设计工作的开展，从而保证项目工程顺利进行。

3.2 建立动态化桥梁工程模型

BIM技术在桥梁工程设计过程中，设计人员要对桥梁基础数据做好整理，在应用过程中桥梁结构在BIM中的选择系统就是第一步，由于我国BIM技术还不怎么成熟，因此在具体应用过程中要及时改正，增加该项技术的成熟度。AutoCAD Civil 3D可以让道路的平、纵、横设计动态连接，任意一点的设计修改，都会联动到以此相关的其他内容上，自动进行更新省去大量功夫工作，加快施工进度。例如，桥梁工程施工建设过程中，需要对桥梁结构进行提取，首先要做的就是固定桥梁结构，由此可见，将BIM技术应用成功的关键就是保证技术人员做好桥梁设计图纸。

现阶段，我国部分桥梁工程设计单位已经认识到BIM技术的重要性，在承接项目过程中都在应用此项技术，并取得很大的成效。但是在具体应用过程中片面性太强，大部分设计单位知识在进行图纸设计过程中应用BIM技术，应用也仅限于此阶段，缺乏一定整体的连贯性，导致对整体桥梁结构把控比较困难。而运用BIM技术模型时，技术人员重点研究数据模型参数，这样会整体上提高桥梁整体构建速度。BIM技术在桥梁工程的有效应用，对于桥梁审计单位不管是结构设计，还是桥梁施工进度控制层面上，都有很好的推进作用。

3.3 优化整个桥梁工程施工方案

BIM技术的可视化设计能够将桥梁工程对应的信息模型进行详细构建，并在此基础上将桥梁工程施工方案进行拟定，然后借助此项技术将整个设计过程展示出来，并通过模拟运行来对整体桥梁结构的安全以及适用性进行综合分析。通过设计人员对三维模型的操作，增强施工模拟的直观性和动态性，将整体施工进度以施工进度已直观形式呈现出来。并且在模拟过程中还可以表现出各种不同形式的施工方案，通过表现区分出各种方案间的差异性，提升桥梁事业的规模。同时，将BIM技术模型数据导出到智能设备中，可以让设计人员和施工人员通过远程查看来对项目工程进行沟通交流，这样不仅可以合理选择并修改施工方案，增强资源配置的协调性，还能更好进行成本控制，实现施工方案的优化。

3.4 创建桥梁工程BIM模型

将BIM技术应用到桥梁工程设计阶段是，可以先创建桥梁工程BIM模型，一定要保证模型的精准度，也要考试后期施工阶段的模型应用效果，提取项目工程涉及的结构部位想成创建对象，该创建对象要是固定的，然后以此为基础开展各项设计工作。当桥梁工程BIM模型创建完成后，要进行局部模型计算和整体模型计算两部门模型计算，其中局部模型计算时，要结合前期的建模成果，这样能够缩减局部模型计算时间，提升工程设计效率；而整体模型计算时，在桥梁工程的整体结构中提取相关图像信息，在计算过程中要注意桥梁工程计算的特殊性，也结合计算机技术、大数据技术等先进技术，对桥梁整体结构部件进行简化，然后计算出精准的整体模型结构，加强桥梁结构的互联性，提升BIM模型计算效率。

3.5 优化工程施工设计图纸

在桥梁工程施工图纸设计阶段，工程设计人员要对整个施工方案不断完善，明确桥梁设计的整体要求、功能、方式等要求，为后期工程施工、养护等工作提供支持，从而一定要保证施工图纸的可靠性和准确性。在工程施工图纸进入优化阶段时，设计人员可以应用BIM技术对施工图纸进行详细设计，详细标注桥梁附属结构、局部结构等，为后期施工阶段提供技术支持。并且，桥梁工程设计还与交安、机电等专业存在交叉作用，设计人妖需要针对桥梁和标志标牌、管线的相对位置进行核查，将构件进行重叠工作，提前优化工序设计方案。

3.6 实现桥梁工程量自动计算

从技术角度讲，传统桥梁工程项目设计一般都是word或Excel文档形式进行计算工程总量，使得项目数据都是孤立的。BIM技术在数据集成处理方面有很大的突破，BIM的数据库不仅能够覆盖桥梁施工全生命周期内的所有数据，而且调取更加方便，实现任何参与单位都能进行数据共享。所以，桥梁工程项目设计阶段，可以依靠BIM技术在信息处理方面的优势，建立材料与价格的衔接。这样不仅能够人提高桥梁工程项目计量的准确性，提高工程造价计算效率，减少人工成本消耗，并且一旦涉及项目设计方案变更，可以将工程量数据直接输出，能够准确地估算出该部分工程成本。

3.7 转变统计工程量模式

在桥梁工程设计阶段未使用BIM技术时，通过是借助CAD和工程造价软件统计工程量，它们都是人工操作完成的，由于人工的失误、不严谨等因素的存在，导致统计出来的工程量不够精准。但是BIM技术在桥梁工作设计阶段的有效应用，为工作人员构建出桥梁工程三维立体模型，工作人员可以在模型中读取各桥梁构建的相关数据信息，通过分析这些信息准确地统计出工程量，系统会将统计好的数据以表格形式呈现出来。如果项目工程一些数据发生改变，设计人员能够找到相对应的模型进行参数修改，BIM系统根据相关数量结合定额情况，自动遵循对应的规范处理数据信息，这部分的各种材料数据也会以表格形式表现处理，能够更为准确计算出要调整的预算成本，提高工程成本控制能力。

3.8 加强桥梁工程设计管理

在桥梁工程设计阶段应用BIM技术，实现全方位、全局掌控整个设计流程，能够精准现象出项目工程涉及的所用信息。桥梁工程BIM模型具有很强的模拟功能，能够模拟出整个项目工程中涉及的不同专业、不同工种，能够将模拟出的信息进行详细划分归类，让工程管理者能够更全面掌控工程。利用BIM技术还实现对工程整体施工进程进行科学分配，实现资源的最优利用配置，能够有效控制和管理项目工程信息与承包，实现桥梁工程设计方案优化的目的。另外，工程设计人员在日常工作中，利用BIM技术的协同平台整合各种资源，让工程参建方和管理部门能够技术获取动态信息，及时制定相对应对策，提高项目工程的整体质量。

3.9 实现桥梁工程的施工模拟

传统的桥梁工程施工建设中，对于工程进度方面的管理控制手段比较落后，而将BIM技术应用到此阶段，能够实现对施工进度可视化处理。在项目表格进度计划进行编制过程中，实现与BIM技术模型的关联，从而能够对施工进度计划中的原有二维数据进行有效转化，并完成对三维进度模型的构建，增强施工模拟的动态性和直观性，对施工进度相关信息进行直观呈现。另外，还能对BIM模型以imodel数据格式导出相应文件到iPad中，还有设计人员和施工人员借助iPad即可实现对施工进度的远程查看和控制，加强对施工人员的有效控制，并增强资源分配的协调性，实现对桥梁工程设计施工成本的有效控制[3]。

4 结束语

由于桥梁工程是交通运输的重要组成部分，且具有施工投资大、工期长、技术性强、工程难度大等特点。为了提高桥梁工程的整体效益，要做好工程设计工作，设计人员在工程设计阶段可以有效应用BIM技术，利用BIM技术的特点提高设计工作效率和质量，保证设计出来的施工方案更加科学，为后续施工提供有力支持，提高桥梁工程整体质量和安全，促进社会可持续发展。