BIM技术在交通道路桥梁工程设计阶段的应用探讨

汪涛

（安徽省交通科学研究院，安徽 合肥 230000）

一、在交通道路桥梁工程设计中应用BIM技术的作用

（一）对施工进行深化设计

综合施工的现实状况，对设计单位制定的施工图纸进行深化设计，也就是实施相应的细化以及补充，防止在施工期间发生问题。在交通道路桥梁工程的设计过程中，设计单位最后会给出具体的施工图纸，将细节之处都表述到位，然而因为施工现场的实际情况，比如地质条件出现改变的话，需要在基础上对设计图纸进行改动。在桥梁设计的过程中，结构受力是依据理论模型结合规范确定的荷载进行计算的，要是在施工期间没有对施工的准确性给予足够的重视，桥梁的传力渠道以及受力形式都会出现改变，有可能会导致发生安全事故，从而影响桥体质量。通过使用 BIM技术，可以对施工期间的每一个部分都进行细化，同时给出相应的数据信息，减少施工误差，在根本上提高施工的效益，防止因为施工与设计不协调而额外产生的工作量。

（二）对施工方案进行模拟

在交通道路桥梁工程施工期间，使用BIM技术可以对施工方案进行模拟，对于实践起来比较困难或者是实践环境比较复杂的情况，可以使用BIM技术将施工现场以及图纸等制作成数字信息模拟仿真，不仅如此，将施工工艺以及施工计划等实施有效的融合，可以将模型制作成相应的演示文件，给实际施工提供指导，同时可以对施工方案进行模拟，从而达到现场指导施工的效果。将桥梁三维模型与施工方案实施有效的综合，设置特定的虚拟环境，可以找出在施工期间有可能会发生的问题。这样方便施工管理人员直接的进行观察，确保在实际施工过程中预制构件的吊装程序科学合理，同时保障施工管理的有效性，对施工方案存在的不足之处进行完善。

（三）利用BIM技术来强化施工现场管理

交通道路桥梁工程的施工单位，在进行施工现场管理过程中，为了有效降低施工管理的成本，可以通过利用BIM技术来进行现场的管理，通过建立虚拟的施工现场管理环境来对施工方案进行合理的调整，例如对于临时的道路以及不同种类施工材料的摆放位置可以通过虚拟环境来进行调整，有效的提升现场管理效率。其次，施工人员可以通过建立虚拟的环境运行来及时发现管理工作中存在的各类问题，从而有针对性地制定方案进行调整，全面提升交通道路桥梁工程施工的现场管理质量，确保施工的顺利进行。

（四）提升数据模型的计算速率

在交通道路桥梁工程的实际设计应用过程中，通过加强对于BIM技术的应用，能够大大降低设计人员的相关计算量，提升桥梁模型数据的计算速率。一般情况下在交通道路桥梁工程的实际计算中应用 BIM技术，设计人员都是根据一些简化过后的桥梁结构来进行具体的计算，根据交通道路桥梁工程的互联性实施合理的有效判定，将所有模型之间的数据进行传递，然后再进行相关数据信息的计算，提升模型数据的计算效率。

二、BIM技术在桥梁设计中的具体应用

（一）模型计算工作

在进行交通道路桥梁工程设计工作时，交通道路桥梁工程的模型计算难度较大，一般情况下都是需要通过应用Ansys、Midas 等软件进行整体分析计算。目前我国BIM技术在结构计算方面仍然处于起步与摸索阶段，桥梁受力的分析仍然需要独立依靠其他软件完成。

（二）工程量统计工作

在交通道路桥梁工程设计过程中，对于工程量的统计都是通过图纸与表格来将施工人员以及各类施工材料进行记录和整理，对于二维图纸的工程量统计来说，其中最容易出现的失误就是各类施工材料之间容易混淆，相应的材料表与施工图纸难以对应，因此工程量的统计工作较为困难。相应的工程造价管理人员都是需要根据分类的图标来进行一一的计算，但是如果在这些工程量数据统计过程中或者是在传递过程中出现了误差，那么就会导致整个工程的工程量计算出现严重的错误，修改和调整会消耗大量的人力物力。然而通过应用 BIM的模型，统计人员可以根据这些带有参数的结构，按照相应的顺序进行一一的记录，特别是对于一些具有固定属性的构件，造价管理人员可以根据系统的精确计算来进行相应的工程量统计工作。

（三）对于设计图纸的审核

对于传统的交通道路桥梁工程二维图纸来说，无法对所有的设计效果进行直观的展示，因此各种构件之间很容易出现设计的错误，其中最常见的一些问题就是构件与构件之间的碰撞。一般情况下交通道路桥梁工程的设计为了满足结构受力的需求，设计人员都需要在设计过程中布设普通钢筋或预应力筋，但是这两种钢筋在布设的过程中很容易发生相互的碰撞，并且在二维的设计图纸中很难发现这种问题，然而通过应用BIM 软件却能够将这种问题直观地展现出来。比如在某交通道路桥梁工程的设计过程中为了使钢箱梁能够与顶部的混凝土共同受力，那么设计人员就需要在箱梁的顶部设置剪力钉，之后通过BIM技术在内部布置相应的钢筋就能有效避免这些构件发生碰撞，在以往的桥梁设计及施工过程中钢筋位置的碰撞往往由施工方现场做一定调整，这种方式相较BIM 而言在施工质量方面更加难于把控。再比如某工程桥塔的下横梁需要布置较多的钢筋，布置的钢筋越多越容易发生碰撞，因此设计人员需要在BIM 模型的基础上进行这些构件的设计工作，尽量避免各类构件之间发生碰撞，保障整体工程的设计质量。

（四）冲突检查

设计人员在设计桥梁的过程中，通过使用BIM 模型能够对整体的设计进行全面的校对，并可以有效统计整体工程的工程量，做好相应的设计规划。传统的工程制图都是基于二维视图，这样的工程制图不直观，如果在设计过程中出现一点点失误都可能会导致后续的工程施工受到严重影响，但是通过加强BIM技术的应用，在进行三维建模的过程中能够及时发现施工图纸中存在的不合理之处，从而有效地提升交通道路桥梁工程的设计质量。其次，通过应用BIM技术还可以将工程所需要的各类材料清单等自动进行整理，减少设计人员的工作量。

（五）设置出图的模式

设计人员通过利用BIM技术来根据交通道路桥梁工程的整体模型进行施工图纸的生成，因为在三维 BIM 模型的基础上生产的施工图纸的准确性与科学性更高，高质量的施工图纸可以为后续的施工带来更多的便利，但是由于这样建模的速度较慢可能会导致工作效率受到影响。

（六）对于相关数据的监测

在进行交通道路桥梁工程设计过程中，通过利用BIM 模型，施工人员可以将工程的相关监测数据导入到软件中，然后通过建立的模型来对交通道路桥梁工程的运行状况进行分析研究。同时在运行过程中如果发现有数据异常，那么BIM 模型可以进行实时监控并发出警报,相应的设计人员根据BIM 所给出的数据分析结果来进行合理的调整，确保交通道路桥梁工程的运行安全质量。

结语：综上所述，对于交通道路桥梁工程设计中的BIM技术应用，能够全面提升交通道路桥梁工程设计方案的科学合理性，降低人工设计的施工图错误率，并且能够精确地控制施工过程，确保交通道路桥梁工程项目的施工进度，提升施工质量，合理控制施工成本。最终实现项目的可视化、可知化、可控化。