BIM技术在桥梁工程设计方面的应用

刘 言 凤

(太原市政工程勘测设计院，山西 太原 030000)

BIM技术在桥梁工程设计方面的应用

刘 言 凤

(太原市政工程勘测设计院，山西 太原 030000)

通过调查翻阅相关文献资料详细了解了BIM技术，介绍了BIM技术的发展现状及其应用的优势，并对BIM技术在桥梁工程的设计环节、施工阶段以及后期的运营维护实际的应用情况进行了分析。

BIM技术，桥梁工程设计，成本

1 BIM技术国内外发展现状

现阶段，西方发达国家的建筑行业因为应用BIM技术的时间比较早，机构的数量也较多，现在主要就是使BIM技术实现自动化。其中日本的BIM技术在全国范围内已经得到应用。但是，我国应用BIM技术的时间还比较晚，虽然国内的建筑行业经过不断的研究，BIM技术已经取得了很大的提高，但是对国内的建筑行业BIM技术还没有得到大范围的普及。通过相关数据表明，现阶段我国的建筑领域对BIM技术的应用还处在宣传阶段，距实际应用还有很长的一段路要走。专业人员对BIM技术的应用非常缺乏实践经验。而BIM技术对建筑领域必然会带来非常大的改变，也是未来建筑领域信息革命的主要内容。虽然我国的BIM技术应用水平与国外还存在很大的差距，但是国内的建筑领域发展方向已经得到了明确，这就需要我们为社会经济发展不断努力。

2 应用BIM技术在设计中的优势

现阶段在设计桥梁项目的过程中，大部分设计人员还是采用传统的设计方式，也就是基于二维的CAD系统，整个工程信息都是由二维图纸来进行表现，这就使计算机无法对CAD平面图纸包含的有限构件数据信息进行计算，进而导致工作量大大增加。当有需要修改的地方时，必须对整个模型与图纸进行调整，效率非常低，并且也比较容易出现问题。传统的设计理念非常缺乏协同设计，不同的设计专业都有独特的设计主线，有非常明显的线性关系，这就比较容易发生结构构件大量碰撞的问题。而随着BIM技术深入的应用，已经从单一的设计阶段蔓延到整个工程项目过程。

3 基于BIM技术的桥梁设计流程

现阶段，我国应用BIM技术在桥梁工程中大部分都是在设计环节。从桥梁建设的整体角度分析，BIM技术可以使各个主体快速的组成一个团队参与到项目中，利用同一平台使信息得到实时共享，及时发现存在问题，并采取针对性的措施进行改正。应用BIM技术对桥梁设计的大体流程是：设计桥梁中最大的改变就是由传统的二维图纸变成三维的BIM模型，使各方能够在项目前期对于设计存在的问题提出建议，使设计工作涵盖了整个桥梁的生命周期，对项目成本就能够有效进行控制，减少风险的发生。还有非常重要的一点就是，BIM设计团队在前期设计的环节阶段就能够利用BIM技术搭建信息化平台，确保每一个施工阶段都能够基于上一阶段的基础不断进行细化，并且也确保了信息的完整性及通畅性。

4 设计阶段实际应用BIM技术

如图1所示，创建完成桥梁模型后，就可以利用三维渲染工具对桥梁场景真实进行渲染，也能够制作成三维动漫的形式，使桥梁与周边环境直观的得到呈现，使工作人员对设计理念有更加深入的了解。如图2所示是某桥梁工程设计环节按照BIM模型制作的仿真现实场景的桥梁三维动漫，可以看得出设计宣讲要比传统的图纸更加生动、直观，并且包含的内容也更加丰富。

后期进行设计的时候就能够利用BIM模型真实进行碰撞检测。因为桥梁架构的内部关系非常复杂，采用传统的CAD图纸无法直观的展示不同构件，常常会发生管道碰撞或者是构件位置冲突的问题，使工作人员的交流存在一定的障碍，对设计质量有很大的影响；特别是需要展示特殊架构的时候，传统的CAD图纸实际的效果比较差，致使在进行施工的过程中大部分施工人员都无法充分理解设计的理念，常常会出现返工的现象，这就增加了成本；并且传统的CAD图纸也不容易保存，很难有效的把设计理念准确传递出去。如图3所示的是桥梁架构内横、竖、纵三向预应力，根据设计图纸布置从而出现的问题，这就需要设计人员对设计方案进行变更，大大增加了成本支出。而应用BIM技术就能够非常直观的展现各个部件，使施工人员充分理解设计人员的设计意图，正确进行施工。应用BIM技术就能够有效解决上述存在的问题，可以利用仿真技术直观展示桥梁的结构部件，利用辅助软件进行真实碰撞检测，并且能够可视化的进行控制，使设计信息可以得到及时的传递，并且在施工阶段以及运营管理阶段可以及时的存储信息，方便后期查询桥梁的信息，对产生事故的原因进行分析。应用BIM技术在桥梁设计环节，对整个桥梁设计领域产生了非常大的变化，使不同专业、所有工作人员统一协调进行工作，人员之间的交流也更加通畅，大大降低了由于返工造成的不必要损失，而且平面CAD图纸是按照BIM模型进行建立的，模型细节需要改变的时候图纸也会在第一时间进行更新，有效提高了设计效率。

5 BIM技术在桥梁施工阶段的应用

在设计交底的环节中，施工单位就可以按照BIM模型中的信息充分了解设计师的设计理念，避免了理解错误的问题，而且可以第一时间发现设计中存在不合理的地方，方便及时与设计人员进行交流，从根本上减少了由于变更设计方案造成经济损失。施工单位就可以利用BIM技术多维特点，对具体的施工情况进行直观的展示，并且还可以按照工程建造的信息对施工成本精准进行控制，使建筑材料、人员管理以及资金调度实现了动态管理，不但降低了桥梁工程的施工成本，也有效提高了工程的施工质量。

如图4所示的是桥梁施工阶段的动态仿真，也就是我们常用的Navisworks应用软件，利用动画的方式对工程施工进行模拟，使技术交底以及施工过程更加容易控制。此外，BIM模型还可以对施工设备进行真实的碰撞检测等能力，不断改善施工计划，方便人员之间的交流，防止由于变更施工计划导致整个工程出现变化，降低桥梁工程的成本。在桥梁施工环节，就能够根据现场采集的桥梁移动信息，利用BIM模型进行比对，对超出一定范围的移动就可以发出警告，让工作人员第一时间进行改正。还能够根据施工单位监测到的应力、应变等相关信息准确反映出桥梁安全性能，对存在的施工误差及时进行调整，从根本上提升了桥梁工程的施工质量及效率。利用BIM模型就能够有效管理整个施工过程，与传统的施工日志比较，BIM模型可以更加直观的进行展示，并且在后期查询的时候，就可以根据ID号进行查询。

6 BIM技术在桥梁工程的运营维护阶段的应用

在所有的项目工程中安全一直都是最为重要的一个问题，而应用BIM技术就能够使后期维护管理实现可视化。BIM模型能够把经过处理的设计及施工信息及时传输到管理部门，相关人员就可以及时分析桥梁架构在实际使用过程中存在的问题，并且也能够制定针对性的维护管理措施进行改正，使数据信息的后期查询更加方便。另外，对比较常出现问题的位置，可以设置提醒功能，大大降低了发生事故的概率。

7 结语

在桥梁工程设计环节应用BIM技术是最为基础的阶段，BIM模型还能够把各种桥梁构件直观的进行展示。利用BIM技术可以实时生成桥梁BIM模型，使桥梁建设的各个阶段、各个专业中的信息得到实时共享，工作人员就能够及时进行交流，制定针对性的措施处理存在的问题。

[1] 钱 枫．桥梁工程BIM技术应用研究[J]．铁道标准设计，2015(12):50-52．

[2] 曹旭光，杨伟名．BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究[J]．四川水泥，2016(4):85．

[3] 沈海华，王银辉．基于BIM的桥梁养护管理应用初探[J]．公路与汽运，2016(4):280-283．

[4] 段 军．BIM在桥梁工程设计与施工中的应用[J]．低温建筑技术，2016(6):146-148．

[5] 陈竟翔．BIM技术在桥梁工程设计优化方面的应用[J]．开封大学学报，2016(2):90.

ApplicationofBIMtechnologyinbridgeengineeringdesign

LiuYanfeng

(TaiyuanMunicipalEngineeringSurveyingandDesignInstitute,Taiyuan030000,China)

Through survey related literature material details of the BIM technology, based on the development present situation and the application of BIM technology advantage to understand fully for BIM technology in the bridge engineering design, construction stage and the late operation and maintenance of the actual application situation are analyzed.

BIM technology, design of bridge engineering, cost

2017-10-07

刘言凤(1981- )，女，硕士，工程师

1009-6825(2017)35-0181-02

U442.5

A