基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究

李洪伟

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

目前我国科学技术发展速度快，一些先进的技术被吸取并利用于建筑中。 BIM技术在建筑领域备受技术人员的重视,经过大量实践之后，得到了较好的反响。桥梁建设是我国道路交通建设的重要组成部分，其解决了跨水或越谷的交通难题，为运输和人行提供了很大的便利。设计者在进行桥梁设计时要保障桥梁符合标准，还要最大程度上保障桥梁建设的质量。应用BIM技术可以更好地达到上述目的。在进行桥梁建设时，第一步实际工作是桥梁设计，第二步是桥梁施工，过程中，要注重桥梁工程设计与施工的优化问题。本文主要是在BIM技术应用于桥梁工程的设计与施工的基础上进行相关研究，目标是更好地促进中国桥梁建筑领域的发展，推动我国现代化建设。

1 BIM技术基本概述

BIM技术又称为建筑信息模型技术,是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具。通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行以及管理方面为建设单位在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

BIM技术最早从欧美国家传到中国，是一种共享的知识资源，在我国不同领域有着特定的发展空间，在桥梁工程中的应用更是前景广阔。该项技术能够在桥梁工程所有的步骤中进行，有效地推动工程信息的使用和数据共享，同时还能够达到信息同步。其可视性特点以及模型信息的完备性应用于桥梁设计中，对推动我国桥梁工程设计及优化施工有着重要的意义。

2 桥梁工程特点

目前，桥梁工程在我国施工步骤十分繁琐，应用的技术种类也较多，这也是桥梁工程的一大特点。

2.1 结构复杂

桥梁工程在实际运用各项技术时需要借助力学结构。多数技术人员设计的力学结构比较复杂，一般情况下设计师在进行力学设计时，要对应力点进行明显的标注。除此之外，桥梁结构中还容易发生冲突。一般情况下，先前的设计方法没有办法进行实时的修改，若是发现问题解决方法也不易实施，同时桥体结构和施工环境容易致使工程施工困难，没有办法实现想要的施工目标。

2.2 预制构件数量多、体积大

通常情况下，要求预制构件在原厂中制作完成后，在施工现场展开安装工作。这种情况下，如果是尺寸不符必须要改变原有的尺寸，让制作商重新制作预构件，这样不仅会影响施工进度，也影响了企业的造价成本。除此之外，预制构件一般情况下体积较大，数量较多，在进行运输和保管时也需要耗费大量的人力物力。当预制构件运输到施工现场时，需要进行准确的检测，减少事故的发生和问题的出现。另外，预制构件进行安装时，安装步骤比较复杂，因此需要耗费大量的时间。若桥梁工程中的工程设备强度不足还需进行检测，强度问题要工作人员进行严格的计算，进而得出有效的结果。

2.3 施工现场环境复杂

桥梁工程在我国的作用不仅仅是缓解交通压力还要连接不同地区。因此，施工时可能需要面临跨海、断崖等，同时由于每次桥梁工程施工环境不一，不能完全借鉴之前的经验，施工需要根据场地实际进行规划,给出符合条件要求的施工方案。若是照搬以往经验,可能会致使桥梁工程整体效率降低，工作人员也无法保障施工的正确性和安全性。

3 基于BIM的工程设计优化

3.1 BIM与初步设计

在进行桥梁的规划时，第一步设计十分关键，这一步能够有效确认桥梁的整体规划，同时也可以对桥梁结构展开有效的布局设置。例如，桥梁的立面布置和平面布置。在进行初步设计过程中，需要对诸多的方案进行考核和衡量，进而选出较好的桥梁方案。应用BIM技术之后，技术人员能够借助数字化三维建模来展开有关的方案设计。BIM模型还能够生成有效的立面图和断面图，这种方式能够有效地将不同方案的优势和劣势体现出来，方便技术人员对方案的选取。除此之外，BIM技术还可以对立面图和断面图进行实时更新。其优良的可视化特点,利用有效的BIM模型能够进行良好的沟通，使设计者能够及时了解领导者的想法，进而开展有效的桥梁设计。

3.2 BIM与技术以及施工设计

技术设计大都是指初步设计的延伸，即指对选取出来较为合理的方案展开精细化的加工，能够更好地应用于较为繁琐的桥梁工程中。这一步主要是对桥梁的结构展开更为严密的探索，并根据探索结果来进行施工图纸的设计。在这一个环节中，每一项步骤都十分繁琐。应用BIM技术之后，能够更好的展开此项工作，BIM技术也为该项工作带来了有效的简化方式。BIM软件能够对设计进行全面的检查，有冲突的部位会进行检测生成分析报告，这样工作人员就能够按照报告来展开修改工作，之后进行建模和检测工作，最后完美处理项目中的问题。方案的确认主要是在不断的修改之中进行的，BIM技术的出现，把这一项步骤进行了简化，方便了施工设计工作。

4 基于BIM的桥梁工程施工优化研究

对施工进行优化，大多是指对施工步骤以及工期和管理进行优化。按照当前的BIM施工模型和施工计划能够有效开展模拟施工工作，进而对各方面施工的可行性进行确定，这样也能够促进设计人员选取施工方式。BIM技术还能够对施工现场进行有效的调节，对施工存有异议的地方也可以共同商议。

4.1 工序优化

BIM技术能够更好的将施工流程展现出来，让技术人员和工作人员都能够直接看到方案实施的可行之处和不可行之处。在这之中，若是有问题产生还可以在BIM上直接进行修改，并且进行二次模拟，直到该次施工方式满足施工标准和施工要求，进而最大程度上保障桥梁工程的质量和效率。

4.2 进度优化

BIM在实际项目中，大多数是进行施工进度模拟分析。那么借助BIM展开有效的3D建模，进而对施工整体进度进行初步估测，再加上桥梁工程中的各项负责人对工期进行准确的改正和确认，能够有效地对进度进行优化。在该项工作开始之际，技术人员要对项目进度进行第一次模拟，模拟的主要内容是施工步骤。同时，施工要依照设计来进行，进而找到比较科学的施工方案。当方案批准实施后，则要进行有关的精细化处理，BIM人员要能够对BIM中的方案进行修改，进而完善最终方案。这种方式能够为桥梁工程的施工带来保障，同时也能够加强方案的合理性以及安全性。

4.3 管理优化

由于BIM模拟施工的能力十分强大，在施工进行时容易产生的问题，在施工之前就能够给予有效的方式解决,因此，在这种情况下，桥梁工程中的管理方式也要针对性地进行调整，由等待问题转变为发现问题。除此之外，在施工时可视化也能够作为施工现场的指导方法，这样能够让施工工作人员更为清晰地了解到桥梁整个工程中的步骤和存在的安全隐患，能够降低施工问题发生的概率，同时也对现场管理进行了改善，让管理人员能够更好的提高工作效率。

4.4 基于BIM可视化施工模拟

BIM技术可视化施工模拟是指现场施工方案和BIM技术的相互融合，进而构建三维数据模型来对桥梁的各项数据进行计算，得出有效的结果之后能够应用RBCCE来对不同的数据进行查询计算。这种方式可以更好地得出有效的三维造型以及计算结果，能够为施工管理带来有效的应用。

5 结 语

本文主要研究了桥梁工程设计与施工优化，在BIM技术的前提下,第一步是对BIM展开了剖析，第二步对桥梁工程的有关工程步骤进行了简述，最后将BIM技术应用于桥梁工程中的各项优化措施进行了整合。目的是为当前桥梁工程的改善提供有效的参考意见，推动我国桥梁事业的发展，为施工优化带来有效的参考方式，希望对提高中国桥梁建设水准有所助益。