BIM应用于市政桥梁设计的实践分析

何欣宇 安徽省城建设计研究总院股份有限公司

一、市政桥梁设计中使用BIM技术的可行性分析

桥梁工程设计中，设计人员和施工人员应按施工图纸和施工规范进行设计和施工。通常情况下，桥梁设计将采用CAD绘图技术。CAD绘图完成后，需要将已完成的绘图转换为三维绘图，从而达到桥梁设计的目的。然而，这些过程复杂琐碎，也会给桥梁施工的效率带来一定的影响。另外，CAD图纸转换为三维图纸时仍会存在一些问题和不足，但产生差异的原因是不同的，如图纸错误、转换错误等。所以在人们工作或使用CAD技术绘制图纸时会出现一些问题。此外，三维图中仍存在一些不可修改的元素，因此已建立的三维图只能作为参考，在实际施工中不能发挥任何作用。市政桥梁建设仍会出现一些建设性的问题，甚至导致建设难度增加或停滞不前。

二、传统桥梁设计方式存在的问题分析

（一）缺乏安全性设计

在桥梁工程设计中，既要保证整体美观，又要考虑桥梁的安全性。目前我国市政桥梁的安全设计还比较低。设计师通过现有的设计规范和工程案例，根据经验设计桥梁结构。由于不同的桥梁工程所处的环境不同，如果只按照设计图纸和规范，不考虑实际因素，桥梁设计效果会受到影响。

（二）缺乏后期设计

桥梁工程分布在复杂的交通区域，对设计和施工要求较高。目前，桥梁工程必须遵循传统的先设计后施工的方法。但是在实际施工过程中，具体的施工条件没有结合起来，容易增加后续施工的难度。这不仅会影响施工进度，还会使工程资源的和资金消耗增加。

（三）设计图纸不准确

在桥梁工程设计过程中，桥台的尺寸和高度、锚固块的位置和尺寸以及桥台施工所需的混凝土都需要通过CAD图纸进行人工设计。桥梁工程结构复杂，不同模型包含多种构件，整体计算量大，耗费人力、物力，且容易出错。不准确的工程设计数据也会影响工程结构和安全。

三、BIM技术在市政桥梁工程设计阶段的应用

（一）构建模型并进行精确计算

在桥梁设计阶段采用BIM技术可以真正把设计工作落实到位，使工程进度和质量控制工作顺利进行。在过去的传统设计方法中，不同专业的设计师之间很少交流，他们都采用分散化的模式来开展工作。这种现象会影响各专业之间的工作协调，如果有些问题处理不好，很容易引发矛盾。此外，如果设计中的一些细节处理不当，这些问题会使设计在施工时面临变更的可能性，从而增加成本。但在BIM的技术支持下，提倡协同工作，设计师在一个平台上共享和交换信息，改善了传统模式，提高了工作效率，在冲突发生前解决了很多问题。从长远来看，这也是帮助节省项目成本的方法之一。BIM技术不仅实现了桥梁建筑模型的快速构建，还可以计算桥梁工程的局部模型和整体模型。建模结果可用于局部计算，并可提取图形数据等信息，使整体计算更加准确高效。在整体计算中，将简化桥梁结构，增加桥梁的互联互通性，提高数据信息的传输效率，减少计算时间，很大程度上提升工作效率。

（二）拟定并优化施工方案

BIM技术的可视化设计可以详细构建桥梁工程相应的信息模型，并在此基础上制定桥梁工程施工方案，然后借助BIM技术展示整个过程，通过模拟运营分析整个结构的安全性和适用性。通过对三维模型的操作，增强了施工模拟的直观性和动态性，并以直观的形式呈现整体施工进度。可以在模拟中表达各种构造方案，并且可以通过表达式来区分各种方案之间的差异。同时BIM的模型数据可以导出到智能设备中，使设计人员和施工人员可以通过远程查看直接进行沟通，合理选择和修改施工方案，加强资源配置的协调，做好成本控制，优化施工方案，提升桥梁施工效率，使整体施工质量得到提升。

（三）对出图模板进行设置并且创建施工图

桥梁设计图设计完成后，必须将施工图交付建设单位。如果是传统的2D技术，很难在很多重叠的位置充分显示，但是BIM技术可以准确显示桥梁的所有几何特征，避免2D设计图纸上的表达障碍，更准确地表达桥梁施工中更复杂的内容，设置图纸模板的每个细节，从而实现施工图的有效输出。

（四）统计量

在以往的桥梁设计中，工程量是通过人工计算机辅助设计来计算的，或者使用造价软件。但是这两种方法都会消耗大量的人力物力，而且经常出错。但在桥梁设计中，采用BIM技术构建桥梁模型，在此基础上可以同时读取与各个构件相关的数据信息。统计后，工程量会以表格的形式显示出来。如果设计中有一些模型需要调整，BIM系统会根据相关的数量和定额自动处理相关的数据，同时这部分各种材料的数据会以表格的形式表示出来，这样就可以准确的计算出成本预算。

（五）优化设计管理

在桥梁工程的设计阶段，BIM技术可以应用到桥梁设计的每个细节部分，同时可以显示施工中涉及的所有信息。通过对模型的模拟，可以合理划分桥梁施工涉及的不同专业、不同工种，并根据设计内容合理分配整个施工，最大限度地实现资源的优化配置，有效控制和管理桥梁工程的信息和成本，从而实现整体设计的优化。在日常工作中，还可以利用BIM技术的协同工作平台，与参与的承包商和管理部门共享实时桥梁运营信息，及时获取信息，快速做出相应的决策，对整个项目的效率和质量都有所提升。

综上所述，桥梁工程在城市现代化中发挥着重要作用，桥梁工程设计可以促进城市发展，缓解交通压力。BIM技术在桥梁工程设计中的应用不仅可以提高设计效率，还可以维护结构安全，降低施工安全风险和成本。传统桥梁设计方法仍存在诸多问题，有必要在实际应用中进行优化和改进，全面推进BIM技术在桥梁工程设计中的应用，从而有效提高市政桥梁工程的设计质量，促进我国城市化的可持续发展。