BIM 技术在桥梁工程设计中的应用分析

田磊

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，西安710075）

1 引言

为了提高桥梁设计工作的质量和效率，目前许多设计单位利用BIM 技术对桥梁工程整体设计进行模拟，直观展现三维桥梁结构，为桥梁工程建设提供更好的技术支撑。基于此，本文介绍了BIM 技术的优势和应用特点，结合实例分析了桥梁工程设计中BIM 技术的应用。

2 BIM 技术的优势和应用特点

BIM 技术的优势和应用特点具体体现在以下方面：（1）参数化。在应用BIM 技术的过程中，根据参数化要点做好建模工作，确保各项信息衔接操作的有效性，在一次创建后可以进行重复使用，在某一过程遇到问题的情况下，只需要对部分内容进行修改，就能够做好智能化联动操作。（2）可视化。在桥梁工程运行过程中，BIM 技术能够对全过程进行可视化操作，操作要点主要体现在桥梁梁体内部结构、施工方案、具体施工技术等方面。（3）节省成本。BIM 技术的有效应用，可以满足施工设计方案要求，在施工操作过程中准确控制成本，并建立完善的运算体系，估算所需成本，确保资源配置的合理性。（4）加快工程进度。BIM 技术的应用根据施工方案要求，有效调整施工进度，确保项目进行的协调性[1]。

3 BIM 技术在桥梁工程设计中的应用

3.1 可行性研究阶段的应用

在可行性研究阶段的设计工作中，设计人员需要深入分析桥梁实际情况，并进行合理设计，明确桥梁方案设计。在这一过程中，方案具有多样性，且需要投入很多的时间和精力。方案设计对准确性要求比较高，这就需要引进BIM 技术，通过BIM 模型呈现不同方案，将其转变成断面图和立面图。

3.2 施工图阶段的应用

在施工图设计阶段，设计人员需要对方案进行完善，明确桥梁设计要求、功能、方式等要求，为后期施工、养护提供支持，但必须确保施工图纸的可靠性和准确性。因此，设计人员需要应用BIM 技术，做好方案设计，优化工作，提高桥梁工程的施工质量。

3.2.1 方案设计优化

在桥梁施工图设计优化过程中，设计人员应对施工图纸进行详细设计，针对附属结构、局部结构予以明确，为准确施工提供技术支持。同时，桥梁设计与交安、机电等专业存在交叉，设计人员需要针对桥梁和标志标牌、管线的相对位置进行核查，将构件进行重叠工作，提前优化方案。设计人员应用BIM 技术，检索桥梁设计工作中遇到的问题，严格按照标准要求进行审核，确保桥梁设计的连续性，解决各项矛盾和冲突。

3.2.2 施工方案拟定与优化

BIM 技术能够提供全面、详细的桥梁信息模型，桥梁结构与施工模式之间的联系十分密切，在施工方式发生变化时，桥梁配筋、形态都会改变。在施工方案拟定、优化时，设计人员需要应用BIM 技术，在施工阶段针对各个环节进行模拟，充分控制桥梁施工过程[2]。例如，在桥梁工程施工过程中，设计人员可以利用有限元模型，针对桥梁结构的安全性进行分析，呈现各项施工方式的差异性和复杂性，以此为基础合理编写施工方案，为后续桥梁工程施工的有序进行提供支持，提升施工的整体质量和效率。

3.2.3 管理优化

BIM 技术是桥梁工程设计中的关键，也是桥梁建设的基础环节。通过应用BIM 技术进行桥梁设计可以建立完善的桥梁全寿命模型。因此，施工人员需要深入分析桥梁工程实际情况，获取施工准备、设计过程中的信息、数据，利用BIM 技术表达桥梁工程信息，利用模型对桥梁工程的作业区间进行优化，确保资源配置的合理性，将各项资源应用到后期施工、养护工作中，确保桥梁工程建设的有效性。

4 桥梁工程设计中BIM 技术的应用实例

4.1 桥梁工程实例

在某桥梁工程设计过程中，主桥部分的设计重点是高低塔单索面混凝土斜拉桥，总长约650m，跨径最大值约330m。具体如下：（1）高塔塔柱高度约178m，共计29 对斜拉索；（2）低塔塔柱高度约122m，共计15 对斜拉索，西引桥总长约1 020m，东引桥总长约264m。在该桥梁工程设计过程中，设计人员应用了BIM 技术，取得了良好的设计效果。本文主要结合工程实例，分析桥梁工程设计中BIM 技术的应用。

4.2 BIM 技术应用实践

在该桥梁工程设计过程中，设计人员应针对施工方案进行优化、选择，实行精细化施工设计模式，桥梁工程中单幅挂篮支点到后锚固定点的距离约10m，首次浇筑形成的0 号阶段长度约11m，在设计2 幅大吨位挂篮时会遇到很多难题，设计人员设置了临时组拼挂篮，在完成后续节段之后，长度会满足设计要求，这时应分离2 幅挂篮。同时，设计人员需要充分考虑高空作业安全问题，尽量不在高空进行施工，焊接作业最好一次性完成。因此，设计人员在横桥向实行错位分布模式，在左右两侧布置了2 幅挂篮，间距约为0.75m，有效避开主纵梁重叠位置。另外，为了有效地控制控支反力，设计人员在使用前后支点结合的位置，设置了挂篮体系。在桥梁设计工作中，设计人员需要明确预应力布置要求，以此为基础合理布置预留孔洞、设置不同类型的预应力，并深入分析同主梁阶段的实际情况，通过BIM 技术建立主梁阶段、挂梁、预应力相关的模型，充分利用BIM 技术碰撞检测工作，有效开展碰撞检测分析工作，严格按照检测报告，及时优化、调整存在冲突的构建，有效提升设计的整体质量。

在桥梁结构设计过程中，设计人员需要从施工角度做好分析工作。为了有效控制各项风险问题的出现，在设计准备阶段，技术人员需要利用BIM 技术进行核查，针对桥梁施工设计中的各项影响参数予以分析，在遇到设计变更问题时，可以加载变更后的桥梁模型，利用警告信息针对预警参数进行核查[3]。

5 结语

综上所述，在现阶段桥梁设计中，BIM 技术是一项新技术，在实际应用中表现出很多优势。随着BIM 技术的广泛应用，其功能也在不断完善，在未来建筑行业发展中将成为一项关键技术。