BIM技术在桥梁设计中的应用与实践

马原驰

摘 要：为了更好地促进城市发展，进一步提升路桥工程的施工质量与运营质量，基于城市区域规划设计及未来发展状态，结合当地交通实际情况，制定一份技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理的桥梁设计方案是非常有必要的。但是，传统桥梁设计方案并不具备视觉直观性与三维化特点，无法让建设单位、施工单位看到三维立体的桥梁设计方案及施工完成之后的状态，无法进一步提升设计单位、建设单位、施工单位对桥梁的了解与认知，并且会影响桥梁的实际建设效果。为改善这一情况，积极应用各种新型技术是非常有必要的。BIM技术近年来在建筑设计等多个领域广泛应用，可促使建设设计逐步转变为三维设计，可有效提升设计效率和设计质量。本文主要阐述BIM技术在桥梁设计中的相关应用与实践。

关键词：桥梁设计;施工质量;设计质量;BIM技术

现今，BIM技术发展成熟，且在多个领域中均得到了推广和有效应用。有研究指出，BIM技术可有效辅助路桥工程项目的设计工作，可在施工图设计阶段，充当辅助设计工具，充分展示BIM技术的优点。一些建设工程项目的规模非常大，建设结构也极为复杂，为了推动建设工程项目的顺利完成，必须结合工程项目的实际需求，制定相应的工作计划，并严格按照计划开展作业。在这一过程中充分应用BIM技术，可辅助相关人员一一实现这些目标，可辅助工作人员准确、高效地完成相关工作，实现定量分析、定性分析等工作，提升建筑生产的实际效率，节省建设资料，提升工程项目建设的整体水平。

1 BIM技术在桥梁设计中的应用可行性

随着我国城市化步伐的不断加速，桥梁工程项目逐步增多，其规模也不断扩大。在这一情况下，桥梁外观设计、桥梁结构设计逐步朝多元化方向发展，多种新型设计理念融入桥梁设计中，导致设计人员面临极大的挑战，不仅要设计出安全、高效、适用的桥梁方案，还需提升桥梁的美观度。但是，桥梁工程给设计人员留下的设计时间并不多，设计人员短时间内无法完成高质量、大规模的桥梁设计工作。在实际设计过程中，桥梁设计必须考虑多种影响因素，如结构受力分析、桥梁构件的施工方案、桥梁施工质量控制等等，运用合理有效控制方案，从而保障设计方案的可行性与经济性。而BIM技术在建筑领域中的应用，充分展现了BIM的各方面优势。因此，BIM技术已被有关设计人员运用在桥梁设计工作。

在桥梁设计中应用BIM技术，可提供桥梁全寿命的可视化信息模型，可为桥梁全寿命分析、计算提供相应的设计基础，为各种信息沟通提供相应的载体，从而提升桥梁设计的实际效率。再者，利用BIM技术可制作桥梁BIM模型，设计人员可利用BIM模型明确设计的合理性与不合理性，可及时纠正设计中的不合理现象，并进行相应检验工作。BIM模型还可直观评价桥梁设计构造，可辅助设计人员优化桥梁设计方案，可辅助设计人员进行检错查重工作，可进一步提升桥梁设计方案的应用价值。最后，利用BIM模型还可进行材料统算以及对结构安全分析提供帮助，可为施工方案的制定提供有效方法，具有显著的应用价值。所以，在桥梁设计中应用BIM技术，是可行且必要的，再者，有研究学者指出，在桥梁设计中应用BIM技术，能有效解决桥梁设计中存在的各类问题，桥梁设计的成本也可以得到合理控制，在确保工程质量的前提下，降低桥梁工程建设成本，实现提升桥梁工程经济效益的目的。

2 BIM技术在桥梁设计中的应用与实践

2.1 可行阶段

在桥梁设计的可行阶段（即方案设计阶段）需明确桥梁设计目标，确定桥梁建设方案，明确桥梁设计整体构想，譬如桥梁立面、桥梁平面以及桥梁断面等等。桥梁可行阶段设计中囊括多种方案的分析，需要较长时间才能顺利完成设计工作，设计期间还需将桥梁设计方案精髓准确、无误地传达给业主，获得业主的认可。在这一阶段应用BIM技术，可充分发挥技术的三维立体化、可视化优点，可充分展示不同桥型设计方案的三维模型，充分展现设计人员的设计理念与构思，并且可顺利将设计方案转变为立面图形、断面图形以及平面图形。再者，BIM模型可充分实现对所有桥梁构件的准确化、精细化建模，不仅可以以三维形式展现到业主面前，还可呈现设计方案中的每一个细节，并且可辅助设计人员统计工程数量，节约桥梁设计时间。

2.2 施工图阶段

桥梁施工图阶段其实就是明确初始设计方案，并从多个角度分析，全面完善桥梁设计方案的阶段。在这一过程中，必须充分明确桥梁的设计要求、设计功能、施工方法、运营要求等等，才能为桥梁建设以及后期的维护管理提供相应的设计图纸进行参考，避免相关建设人员出现差错等现象。从实际应用期间， BIM技术应用于施工图主要表现在如下几点。（1）设计优化，桥梁施工图设计期间不仅需要详细勾画桥梁承载力构件的截面构造、尺寸、连接等内容，还需明确附属结构的连接方法、实际位置、局部构造等等设计内容，这就是桥梁设计中存在的构件放样问题。再者，桥梁结构中的车行系统大概率会存在管道，因此有必要明确桥梁空间和管道位置，以避免构件出现重叠以及重合，从而能够降低桥梁施工作业的实际难度。因为施工图设计囊括大量构件，一旦出现误差，需要进行修改，修改量过大，则容易发生設计问题。如果在设计中运用BIM技术建立模型，可直接在模型中进行相应修改，对应桥梁平面、断面以及里面等图纸也要进行相应修改，工程量也因此变动，设计效率显著提升。（2）施工方案拟定和优化，BIM模型可为桥梁设计提供全三维样式的桥梁信息模型，可促使桥梁结构状态和施工方法直接对应，不同施工方法形成的桥梁状态都可得到展示，对施工方案的制定起到辅助作用。结合BIM模型，可以对桥梁施工过程进行精确模拟和可视化显示。若能将施工过程直接传达到有限元模型中，实施结构安全分析，还可清晰简单的展现不同施工方法下的桥梁状态、桥梁质量，明确桥梁状态的实际差异以及施工复杂性，并为施工方案的拟定奠定基础，实现优化现有施工方案，提升桥梁施工的实际效率和质量。

2.3 施工管理阶段

桥梁BIM技术可提供桥梁全寿命决策基础模型，所以在设计阶段便能提供所有施工阶段、运动阶段信息，优化现有的施工管理基础工作。首先，桥梁BIM技术可为施工单位提供相应的施工组织方法，利用BIM技术动态展现各种桥梁信心，通过BIM建模模拟，准确划分不同工种的作业区间，继而制定最科学合理的人、机、料分配方案，优化现有施工组织过程以及施工资源的分配工作，从而实现作业效率的提升。再者，桥梁BIM技术还可提供相应的施工成本、施工进度以及施工质量等多种管理方法，可利用BIM模型精准计算桥梁施工中涉及到的所有施工原材料、机械设备、工人工资、施工管理费用等。最后，桥梁BIM模型还可辅助管理人员确定施工工期，以及施工管理、桥梁维护等都中方法，并且可辅助相关人员明确桥梁的维护周期，每一次维护重点，全方面覆盖桥梁管理维护工作。

3 结语

在桥梁设计工作中充分应用BIM技术，可进行桥梁BIM建模，可利用桥梁BIM模型展现设计人员的实际设计理念，方便设计人员随时修改设计内容，还可辅助业主明确桥梁设计形态、流程，明确桥梁施工费用与后期维护重点。

参考文献：

[1]涂莹莹.BIM技术在当代桥梁设计中的应用与分析[J].四川水泥，2019（4）：83.

[2]陈元曦.BIM技术在桥梁工程中应用研究[J].绿色科技，2020（16）：208-209.