BIM在桥梁工程施工设计过程中的应用与研究

朱兴华

摘 要： 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。

关键词： BIM;桥梁工程;施工设计过程;应用与研究

【中图分类号】TU986     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0099-01

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，若是发现问题解決方法也不易实施，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 BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用

BIM数据库主要分为BIM设计、BIM施工与BIM运维，3个平台相互协调才能确保整个BIM底层平台运行的高效性。在BIM设计阶段，也就是建模平台，需要结合桥梁工程实况来打造三维协同化的设计平台，实现族库积累，还要将BIM技术和分析软件进行有机的整合，然后通过BIM的二次开发，从而得出最终的桥梁施工图纸。以某桥梁工程为例，主桥部分主要是设计成高低塔单索面混凝土斜拉桥，其整体长度是680.0m，跨径最大数值是338.6m。该桥梁的具体情况如下。1）高塔的塔柱高度达到180.0m，总共有29对斜拉索。2）低塔塔柱高度是122.3m，总共有15对斜拉索。东引桥的总长度是271.5m，西引桥的总长度是1024.6m。将BIM技术应用到该桥梁设计中，取得了不错的成效。0号节段长度为26.0m，宽度是33.5m，在区域内部未设计斜拉索，除了塔身自身的支撑部位，在纵向上形成大约13.0m的大悬臂式结构。而从横向来看，悬臂大约为16.0m。在该方案设计中，面临的难题是从双向大悬臂模式向上部结构形式转变。结合桥梁工程的基本数据，BIM建模操作人员应对相关数据进行收集、整理与分析，与桥梁工程信息化软件进行有效的协同、合作，借助BIM技术进行开发，以获得最终的桥梁设计图纸。通过BIM所提供的三维图像，我们可以得出具体的设计方案。1）落地支架现浇工艺。2）托架现浇工艺。把这2项施工设计方案导入到BIM模型，对2组设计方案进行对比分析。通过BIM模型的三维化模拟与分析，2个方案操作起来都会存在一定的难度，还从经济角度出发，分析其经济价值，从而产生了第三个设计方案，即把0号节段纵桥向实施2次浇筑。可利用BIM模型进行真实情况的模拟，首次浇筑时，应用托架浇筑的方法，长度大约是11.5m，此种方式能减少工程量，以降低设计难度系数。在开展二次作业时，可借助BIM模型尝试着模拟利用挂篮来开展悬臂施工模式。通过BIM模型的模拟，我们了解到第三种方案既可降低项目的设计难度，还能提升技术的可行性，从而达到控制成本的目的。此外，还可使用达索V6开展初期方案设计，结合桥梁的基本结构类型选择统一标准来构建构件模板，使用程序来实现模板的自动化拼装与调整，还对工程的设计变更进行了模拟，主要是为了验证BIM技术在设计变更方面的适用性。而就某铁路桥梁工程而言，对以CATIA为条件的设计流程展开了相关的分析与研究，这为后期的数据查询、管理模型数据提供了方便。还有专家采取CATIA设计引桥与Solidworks设计主桥的方式，实现了参数化建模、碰撞检查、材料信息赋予、结构仿真分析、指导项目施工工序等目标。由于CATIA与Solidworks均属于达索公司，因此，能避免出现信息丢失与数据割裂的情况。

4 结语

综上所述，如果要将BIM技术更好地渗透到桥梁工程领域中，国内外学者与工程人员都进行了相关的探索与开发，使得BIM技术的应用范围不断扩大。在桥梁工程设计环节中，还要重视对核心建模软件的开发，确保能够将模型数据真实而准确地传输到施工环节;而在桥梁工程施工环节，应该及时处理好BIM技术在重要节点使用中所存在的问题，尝试将BIM技术连续地应用到桥梁的整个施工过程中。

参考文献

[1] 马永嘉.BIM技术在桥梁工程设计施工中的应用[J].工程建设与设计，2017（20）：114-115.

[2] 唐晓.BIM技术在桥梁工程设计及施工中的运用[J].江西建材，2017（08）：125.