BIM 应用于桥梁设计的研究和实践

隋春来

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司）

1 引言

随着我国社会经济的高速发展，交通建设工程的项目规模不断扩大，项目数量逐渐增多，但也同样带来了一些新的挑战。在交通工程建设中，桥梁建设是其中一项重要组成部分。桥梁设计的水平将直接影响桥梁的工程质量。因此要加强对桥梁设计的研究，引入先进的设计技术。桥梁BIM 设计技术的引用，使桥梁设计更加直观准确，可为桥梁工程的建设质量提供重要保证，便于后期运营维护，保障其安全便捷的交通服务。

2 BIM 技术的相关概念及其应用优势

BIM 技术是一项全新的技术，在建筑工程建设中已被广泛应用。通过采集建筑工程的相关数据信息，创建建筑模型，展现建筑设计实况，以便于管理人员了解设计和施工过程中的各个方面，实施有效的管理工作。BIM 技术在桥梁设计中的应用，主要体现在以下几个方面：一是利用BIM 技术，能够将所设计的桥梁的各项数据信息，以及真实的地理环境全部展现于模型中，直观地呈现出来，便于调整设计结构，使其与现状环境更加契合，降低施工难度；二是相较于传统的桥梁设计来说，BIM 技术应用下的桥梁设计工作，在效率上更高，且便于加强设计院内部各专业部门之间的沟通，有利于提高工程设计的整体效率；三是利用BIM 技术，能够快速完成桥梁设计评估工作，减少设计成本。自动生成设计图纸，可在保障质量的前提下缩短设计时长；四是BIM 信息模型的创建，有利于实现桥梁工程建设中的信息共享，避免出现信息孤岛[1]。

3 BIM 应用于桥梁设计中的关键技术

3.1 BIM 应用工艺

就目前而言，基于BIM 技术已经成功开发出了有关于桥梁设计的软件平台，此软件平台中融入了桥梁设计BIM 的核心价值，可以帮助桥梁设计人员高效地完成设计工作，并且可使桥梁设计质量达到标准要求，贯穿于整个桥梁工程建设过程中，与之整体产生关联性。不再需要人为的绘制图纸，而是可通过输入参数来自动生成设计图纸，加强了各设计师和各部门之间的交流与合作，使其能够协调配合，有效促进桥梁设计工作效率的提高。

3.2 BIM 软件平台关键技术

BIM 软件平台应用的关键技术便是数字化技术，这也是桥梁模型创建的基础。在创建模型之后，每一项其他工作都需要在模型的基础上进行调整和优化，能够将复杂的桥梁设计图变得简单直观。BIM 设计中还可以在模型中将桥梁各构件的位置及其细节明确的展示出来，有利于避免设计图纸施工交底不到位的 问题[2]。

3.3 BIM 软件平台设计技术

桥梁设计本就是一项极为复杂，涉及内容颇多的系统化工程。在使用BIM技术后，可大幅减轻设计人员的工作压力，设计人员可以直接在软件平台中自定义图形风格，输入桥梁设计的相关要求及参数，来生成对应结构的设计图纸。BIM 设计后的模型能够查询有关于桥梁模型的各项信息，便于后期工程核算，既有利于提高桥梁的设计效率，又能提高桥梁设计的安全性，一举两得。

4 BIM 技术在桥梁设计中的应用

4.1 建立族库，形成全桥模型

在进行桥梁BIM 设计时，可将其二维图纸导入于BIM 软件中，通过软件中自带的基础族样来创建族库。在将关于桥梁的各项基础参数输入族库后，可从平面、立面等不同的角度来对其呈现出的基础模型进行观察，以判断数据的正确性。创建好基础族后，则要设立墩台族。指的是在现有地形条件中进行桥梁的选址工作，根据选址的实际地理环境来设计桥梁的结构，通过软件中的拉伸功能和融合功能，创建墩台族。完成族库建设之后，需要在此基础上，新建一个结构项目文件，并将其载入于族库中，基于实况来调整相应的构件位置，以便于形成信息化模型。需要注意的是，所有的设计都要以桥梁建设的实际地理环境为基础，不可脱离现实，否则所形成的全桥模型将失去实用性[3]。

4.2 导出二维图纸，协同设计

在完成全桥模型BIM 建模后，可根据桥梁建设的各项工程内容，在BIM 技术软件中输入参数要求，并自动生成桥梁设计的平面图、剖面图和立面图。细节部分结构大样同样可以从BIM 模型中进行导出。这一方法，相较于传统的二维设计图来说，更为清晰、详细，优势较大。对于特定构造复杂构件，还可以输出三维模型，将设计中的细节清晰呈现出来。

BIM 技术应用后，桥梁设计不仅能适应多变的环境，还可以将相关专业的设计内容整合起来，不断的进行优化和调整，发现并解决设计工作中各专业之间需要配合的问题。以往流程复杂，操作反复繁琐的沟通协调工作在BIM 技术的应用下，化繁为简，极大的提高了设计师之间的配合效率，有利于缩短桥梁设计周期，提高桥梁设计质量，为桥梁工程建设取得更多的经济效益。

4.3 应用4D 技术，做好运维工作

BIM 技术在桥梁设计中的应用，不仅仅存在于设计阶段，其与桥梁施工阶段也密不可分。基于BIM 的4D 技术，能够使设计信息与施工过程联动，可直接通过已建成的设计模型来展现整个施工流程，进行科学模拟。能够将制定的施工计划导入到BIM 技术软件中，对其进行专业性分析，有利于发现施工方案中存在的问题并及时调整，从而为确保桥梁施工工作的顺利开展奠定扎实基础。另外，BIM技术的应用还可根据施工项目进行科学的预算，预估桥梁施工造价成本，以便于在施工过程中实施有效的成本管理工作。

另一方面，BIM 技术同样适用于桥梁的运营维护阶段，可将所创建的桥梁设计BIM 模型，与桥梁运维阶段的监测数据相连接，创建接口文件，以便于实施有效的监督工作，保障桥梁结构的安全性。一旦桥梁运营中发现异常数据，能够直接于BIM 模型中展现出来，便于技术人员审查和维修，降低桥梁运营的风险。

5 结语

BIM 应用于桥梁设计中，是我国科学技术发展的必然趋势，是现代桥梁工程建设的重要手段，具有重要意义。BIM 技术不仅能提高我国桥梁设计效率，还能加强我国桥梁工程建设的管理工作，有利于促进提高桥梁设计水平，降低桥梁设计成本，获得更多的经济效益。并且BIM 技术的应用可以提高桥梁施工的安全性，有效控制桥梁施工进度，使其在不影响工程质量的前提下按时竣工。因此，应当加强对BIM 技术的研究，针对桥梁设计的实际需求，不断地开发和升级BIM 软件平台系统。