基于BIM技术的三维数字化桥梁设计与管理

吴周明

（九江市城市规划市政设计院，江西 九江 332000）

现阶段，桥梁设计往往会把结构简化为平面杆系进行计算，借助二维三视图技术对施工图纸进行绘制。但是针对结构以及功能愈发复杂的桥梁工程结构而言，二维设计便存在许多欠缺，有时连部分空间桥梁结构之中最基础的几何信息都不能完全表达出来。基于此种状态下，三维设计便已成为首要选择。能够直接借助三维形式呈现出设计构思以及意图，让设计者的重点能够放到方案设计和计算分析层面。

1 三维数字化设计和二维设计的比对

针对桥梁工程设计来讲，借助BIM理念和以往CAD之间进行的对比，变化的不仅仅是设计流程，还有设计方法。首先，由线条绘图逐渐发展到构件布置。其次，由单一性的几何表现逐渐发展到全信息模型集成。再次，由各工种独立做好项目逐渐发展到各工种协同做好项目。然后，由离散分布设计逐渐发展到以同一模型为核心的全过程综合设计。最后，由单一性的设计交付逐渐发展到项目全过程支持。针对桥梁工程设计行业来讲，借助BIM技术不单单代表着工作质量和工作效率的进一步提高，最为关键的设计企业掌握了桥梁工程最为重要的信息模型资源，在为业主方提供相关设计服务的同时，还为项目全周期的所有参与方提供其它服务以及咨询，让桥梁工程所具有的潜在价值能够朝着设计环节所转变。

2 基于BIM技术的桥梁设计与管理

2.1 信息需求的全面分析

认识桥梁工程建设对三维设计技术的实际需求是架构三维设计系统的首要前提，即使其它行业所应用的三维设计技术都十分成熟，并且还有了许多成功案例，然而桥梁工程施工对三维设计信息所提出的要求有着不同的地方，不能完全参照其它行业的需求。所以，必须重新按照桥梁工程设计、建设和其管理的主要特性，对其工程信息的具体需求进行深入的分析。

2.2 信息模型参数化构建方式

对于三维设计技术而言，最为关键的便是信息化三维模型，借助前期分析获取各个参与方的实际信息需求以后，怎样构建与上述信息相对应的三维模型就变得十分重要。

更具抽象化、参数化以及变量化的设计技术是作为一种更具高效性、便捷性与便于调整的信息化模型构建措施，这一措施的主要思想主要是将桥梁工程之内最具特性变化的图元要素所对应的特性值转换成某个函数变量，在借助对变量值或是函数算法的调整，便可以得到牵涉各种信息的模型。

2.3 CAD、CAE信息共享技术

在对桥梁工程进行设计时，其核心特性便为结构计算分析工作在整个设计工作中具有重要地位，计算分析结果会对核心构件规格及其构造形式产生直接的影响，桥梁结构计算量不仅对于桥梁设计工作而言十分重要，同时针对复杂程度较高的桥梁工程建设更是一项控制性较强的节点工作。所以，就必须落实信息共享，甚至是完美融合，这样才可以提升桥梁工程设计效率与质量，以此促进桥梁工程的不断发展。

2.4 数字化交付形式和要求

数字化虚拟工程交付早已成为三维设计持续发展最终结果，由于以往的二维图纸设计早就已经逐渐被全信息模型所替代，而将BIM技术作为前提的桥梁工程设计作为一个涉及到所有环节、所有参与方所需信息的主要信息模型，因此就必须针对各种信息接收方确立适宜的工程交付形式和要求，而工程交付形式和要求的编制代表着三维设计工作不断朝着三维信息化建设和运营管理的方向所发展。

3 三维数字化设计与管理发展的主要问题

首先，整个行业与各个企业单位对三维数字化设计与管理的了解亟待统一。现阶段，三维设计在我国交通建设行业正处于发展初期，政府部门、桥梁工程业主单位、建设企业以及设计企业等所有参与方对三维设计的认识、了解和需求都存在一定的差异，由于以上各方不仅仅是参与方，同样是受益方，所以，在交通建设行业促进三维数字化设计与管理时，必须让整个行业与各个企业单位能够对此有一个更具清晰性与统一性的了解与认识。

其次，就设计企业而言，代表着设计习惯、桥梁工程建设流程和管理制度的优化。落二维设计朝着三维设计的发展并不是一蹴而就的，大干、快上与我国技术发展规律缺乏一致性。在三维设计发展初期，因为设计者并未灵活掌握各项技术，设计系统缺乏健全性，管理制度缺乏全面性，都极易对工作效率产生不利影响，所以必须在日常工作中积极探索和维系生产平衡点，然而这便是一个需要积极探索、发展和优化的过程。

最后，就交通建设流程而言，所有环节的发展速度缺乏一致性。现阶段，我国交通建设行业所展开的三维数字化工作和核心都以设计环节为主，大多数具有实践性的内容都是由设计院所完成。然而，设计环节仅仅是整个桥梁工程建设的其中一个环节，如果想取得设计基础数据，都必须依托于前期规划设计和勘探方，工程完成应该交付给审查方以及建设方，若是每个环节发展之间存在脱节问题，便不能展现出三维数字化的作用与价值。因此，三维数字化技术的发展和以往工程所包含的内容更多，难度系数也更高。

4 结语

简而言之，促进基于BIM技术的三维数字化桥梁设计和管理的不断发展是现如今我国桥梁工程建设的主要需求，在进一步提升设计水平的同时，还能够对设计流程和桥梁工程建设流程予以优化。借助工程所有参与方共享的主要信息模型，能够促使资源整合以及配置优化的目标得以达成，以此促进桥梁工程的不断发展。