BIM的特点及桥梁设计中的运用

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

一、前言

BIM即建筑信息模型(Building Information Model)在工程领域运用广泛，BIM技术最初在建筑结构领域大力发展，从可视化设计、参数化建模、碰撞检查、工程量统计和成本估算的运用，发展到现在的安全分析、施工进度设计、现场施工管理及运维管养等，可以看到BIM技术发展得更加深入和广泛[1]。近年来开始广泛应用到桥梁工程、地下工程、水利工程等领域[2,3]。

二、BIM技术的使用特点

(一)信息共享性。BIM模型中，建设期各个阶段结构或构件的信息是相互共享的。从工可、设计、施工、运营、养护的整个周期不在重新输入各建筑对象的几何尺寸和逻辑关系。其优势会凸显出来，如果在施工过程中需要变更，可以直接输入相应对象的数据，整体结构信息和逻辑关系则会自动变化，极大的提高了效率。在实际工程中所有与工程有关的资料、图纸等均是以纸制挡保存，倘若档案出现缺失和损坏将会对结构的维修、养护、加固产生较大的影响。采用BIM信息管理系统可以很好的解决这些问题，需要某部位的图纸，可以直接从BIM信息管理系统中直接调用，方便、快捷。

(二)可视化。BIM展现了一种能直观感受到建筑物的外观模型，将以需要花费较多时间看的二维图转换成了三维的立体实物图，达到了非常直观的效果。在建筑物这个寿命期内，包括可研、设计、施工、运营以及后期的养护、加固维修等，BIM技术使得各个阶段的沟通交流都能在可视化的状态下进行，这对业主、设计、施工单位来讲，在面临实际工程问题，可直接面对工程的三维实体图，能够有效解决工程问题。

(三)协调性。在工程建设项目中，因种种原因导致项目参与方管理不协调，往往导致项目在施工时各专业之间发生碰撞，比如在设计中，暖通、强弱电、装饰、结构设计时，涉及到各专业的交叉与融合，很可能造成设计不协调而产生设计上的缺陷。因此BIM建筑信息模型可在工程项目开工之前将各专业所涉及的内容及资源整合到一个综合的平台进行考虑，进行碰撞检测，并发出不协调预警，再根据预警找出解决办法。即是对施工方案进行了优化，可以显著提高工程质量，缩短工期。

(四)参数化建模。BIM的参数化建模与传统的二维建模软件建模有很大的区别，BIM中与构件有关的尺寸可以随时调整，假如改变工程某一部位结构尺寸，在三维立体图中，所有结构尺寸将发生变化。三维参数化建模需要将工程建设项目所需要的各种信息结合起来，完成整个三维模型的拼接，建立的三维模型中每个小构件都需要设置参数作为记录保存，当需要对工程项目某部位进行可视化，则可以直接调用数据库中的信息。在大型桥梁建设工程前期设计中，可以调取合适的“族”完成搭接要点，就不必再重新输入构件尺寸建模。这样可以节约大量的时间投入的成本，对于施工和设计都有巨大的益处，可以大大降低成本控制工程造价。

三、BIM技术在现阶段存在的问题

(一)BIM软件平台有待完善。现在BIM设计软件很多，基于BIM开发的平台也很多。在建筑工程中，最先大量使用是在房屋建筑中，在房屋建筑中运用相对桥梁工程的运用相对成熟，最近几年大量开始运用到桥梁结构、市政工程当中。由于在完成一个工程项目设计过程中，不单单使用一个软件，需要几个软件混合使用，出现这种情况，几个软件共同发挥作用时，在数据转换过程中很容易造成数据的丢失，无法确保模型的完整性、可读性[8]。

(二)BIM设计标准不统一。BIM最先出现使用在建筑行业，因此标准几乎实施于民用建筑，各省市也开始推行适用于本地方的标准和政策，也相应出现了各地方的指导意见和政策。但是在公共基础建设项目上还没有相应的标准出现，这样的情况出现之后，建筑单位或者设计单位就会根据工程项目的具体情况制定自己的标准来保证建设顺利进行。由于各地方政策不统一和企业标准不一样，就在产业化推广方面遇到了很大的阻碍。最终，不管是政策标准或其他，BIM会朝标准化和统一化方向发展。

(三)BIM模型指导施工有待完善。目前BIM在设计阶段用的比较多，一些大的设计院也在投入较多的人力和物力在做BIM，总的说来设计院在BIM的运用和推广上是走在前列的。现今，施工单位对BIM的运用停留在表面，运用较肤浅，在国内施工阶段引进BIM技术只实现在单个点上的BIM应用，例如在一些大型工程和复杂工程中运用，用BIM建立动画，进行三维实景模拟，提前预测可能出现的问题。在桥梁中，一些复杂地方施工时模拟模板的爬升，碰撞检查等。

四、BIM在桥梁中的具体运用

综合前文所看BIM有诸多的优点以及存在的不足，在具体桥梁的设计过程中，从桥梁可研、设计、施工、运营、管养的整个寿命期加入各种相关信息，为全寿命分析与计算提供了基础，也为各种信息的沟通提供了直接载体，提高了管理效率。通过BIM模型可以对设计构造进行直观评判，有利于设计的优化，同时有利于各种设计的检错查重，提高了设计方案的实施性[8]。

在我国的工程项目设计、施工等过程中任然以二维平面图为主，现在各地方政府相应出台了自己地方政策标准，由于桥梁结构或局部构件的复杂性，很难。而且，在桥梁建造施工期间经常会遇到图纸的变更，一旦图纸发生变更之后，改图的工作量就会迅速增大，与变更构件相连接的地方都会发生改变，无疑增加了工作量。BIM出现之后，改变了这种境况，只需改变需要改变的位置，因为软件自带逻辑关系，其他相关构件的参数也会随之跟着调整，极大的提高了改图修图的效率。

五、结束语

综上所述，BIM在桥梁设计中运用广泛，大量的基础设施建设也使得BIM在这一过程中得以很好的发挥和运用。高效合理的使用BIM技术，提升桥梁结构本身的耐久性和安全性，进而保证桥梁整体使用性能，促进我国交通事业的可持续发展。