談橋梁工程設(shè)計BIM技術(shù)應(yīng)用

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摘要：隨著時代的不斷發(fā)展，人們在建筑行業(yè)的工程設(shè)計中越來越重視設(shè)計的高效性，這就要求設(shè)計人員在工作中不斷創(chuàng)新，提升技術(shù)水平。對于BIM技術(shù)而言，它只有結(jié)合橋梁工程實踐，才能真正發(fā)揮功效。在橋梁的設(shè)計中，BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其主要是基于橋梁設(shè)計的實際需求引入BIM技術(shù)，提升橋梁的設(shè)計、施工、運行以及后期維護(hù)等工作的效率。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；設(shè)計；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1橋梁設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1協(xié)同設(shè)計

由于橋梁建設(shè)中的參與方較多，一旦彼此之間的溝通協(xié)作受阻，就會對施工產(chǎn)生直接影響，引發(fā)各種質(zhì)量與安全方面的問題。利用BIM技術(shù)就可以滿足工程設(shè)計要求，確保設(shè)計單位和施工單位都可以直接參與設(shè)計，提前解決施工可能面臨的問題，形成優(yōu)良的設(shè)計方案。在橋梁工程的施工中，通過應(yīng)用bim模型也可以實現(xiàn)對生產(chǎn)的協(xié)同處理，促進(jìn)橋梁工程建設(shè)質(zhì)量與效率的全面提高。

1.2助力設(shè)計成果轉(zhuǎn)化

在開展橋梁工程作業(yè)的過程中，考慮到包含橋墩預(yù)埋件等構(gòu)件，其不僅擁有諸多種類，并且結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，進(jìn)一步增大施工的難度。所以使用BIM技術(shù)之后，通過建立三維模型就可以直接展示橋墩構(gòu)件的具體情況，從而滿足預(yù)判處理的要求。另外，通過及時優(yōu)化施工方案，基于三維技術(shù)做好技術(shù)交底處理，能促使施工人員真正領(lǐng)會橋梁工程設(shè)計者的意圖，最終讓其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的成品。

2傳統(tǒng)橋梁工程設(shè)計方法存在的主要問題

2.1無法及時發(fā)現(xiàn)施工機(jī)械動態(tài)運行過程中的碰撞問題

從當(dāng)前我國橋梁工程的施工現(xiàn)狀可以看出，大多數(shù)橋梁工程對預(yù)制構(gòu)件的需求量都比較大，而且都是采用從工廠直接定制或者在施工過程中進(jìn)行預(yù)制的方法來滿足施工需求，這就要求確保這些預(yù)制構(gòu)件運輸?shù)募皶r性。與此同時，由于預(yù)制構(gòu)件的需求量較高，各構(gòu)件的體積又比較大，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)與施工環(huán)節(jié)的要求都非常高。施工企業(yè)不但要加強(qiáng)對構(gòu)件數(shù)量與質(zhì)量的控制，同時還要選擇適當(dāng)?shù)奈恢脤ζ溥M(jìn)行存放，以免在放置過程中出現(xiàn)變質(zhì)。在實際進(jìn)行橋梁工程建設(shè)的時候，構(gòu)件運輸、吊裝和澆注過程都需要用到各種各樣的機(jī)械設(shè)備，且這些設(shè)備處于動態(tài)化運行的狀態(tài)下，若采用傳統(tǒng)的二維平面圖紙進(jìn)行工程施工圖設(shè)計，必然無法及時發(fā)現(xiàn)施工機(jī)械設(shè)備動態(tài)運行過程中出現(xiàn)的各類碰撞問題，這就會給整個工程項目的施工帶來極大的安全風(fēng)險。

3橋梁工程設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

研究對象為舊路改造工程，其橋梁跨越河流，該河流上已有一座既有橋梁，新建橋位置和該橋大體相同?，F(xiàn)有橋梁的總長為137.7m，采用簡支結(jié)構(gòu)，八跨，每跨采用15片梁，跨度為15m。橋面的寬度為9.76m，行車道寬7.1m，兩側(cè)人行道寬1.33m。下部結(jié)構(gòu)采用實心墩，基礎(chǔ)采用預(yù)制打入樁，橋臺采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。因現(xiàn)有橋梁當(dāng)重車經(jīng)過時沒有顯著的震感，所以采取直接加寬措施，在舊橋的外側(cè)與舊橋緊靠新建一座橋梁，以此和舊橋組成新橋。該新橋的中心里程樁號為K5+790.388，其技術(shù)指標(biāo)包括:（1）設(shè)計荷載取公路I級；（2）設(shè)計時速取80km/h；（3）所在位置不通航；（4）區(qū)域無地震記錄，現(xiàn)代地震不活躍，可不考慮地震造成的影響；（5）洪水頻率取1/100。新舊橋斷面設(shè)計如圖1所示?，F(xiàn)圍繞本項目實際情況，對其設(shè)計過程中的BIM技術(shù)具體應(yīng)用做如下深入分析。

3.1模型的構(gòu)建

BIM技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用首先需要構(gòu)建一個科學(xué)完善的模型，具體來說，主要涉及以下兩個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)是借助AutodeskRevit軟件為橋梁構(gòu)件提供族的協(xié)同作用。例如，某橋梁工程的基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，參照其平面圖紙，AutodeskRevit應(yīng)用程序可通過其自帶的架構(gòu)基礎(chǔ)族模板建構(gòu)一個完整的基礎(chǔ)族庫，同時還可以及時而準(zhǔn)確地導(dǎo)入所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并在三維立體圖形中檢驗基礎(chǔ)模型的構(gòu)建是否存在缺陷或漏洞。第二個環(huán)節(jié)是獲取橋梁完整的建模形態(tài)。在完成基礎(chǔ)構(gòu)件族的建構(gòu)工作之后，可借助該軟件構(gòu)建一個項目數(shù)據(jù)文件，并將已經(jīng)建構(gòu)好的族庫直接導(dǎo)入到這一項目文件之中，然后再對各基礎(chǔ)構(gòu)件的具體方位進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，最終獲得準(zhǔn)確完整的橋梁工程數(shù)字化建模信息。

3.2實現(xiàn)各設(shè)計對方的實時溝通、精誠合作

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，BIM技術(shù)的一大顯著優(yōu)勢就是可實現(xiàn)橋梁工程設(shè)計者之間的實時溝通與交流，使其保持良好的合作關(guān)系，從而有效避免重復(fù)設(shè)計、設(shè)計沖突等問題的出現(xiàn)，這對整個橋梁工程各階段設(shè)計質(zhì)量的提升來說是大有好處的。借助BIM技術(shù)自帶的協(xié)同操作平臺，還可將項目設(shè)計過程中的所有參與方聚集到這一平臺之上，充分發(fā)揮出BIM數(shù)字化系統(tǒng)模型的優(yōu)勢，使高質(zhì)量、高效率的設(shè)計目標(biāo)從幻想變?yōu)楝F(xiàn)實。

3.3將BIM與相關(guān)分析軟件相整合

在以往的橋梁工程設(shè)計之中，計算模型與圖紙模型往往是相互獨立的，在進(jìn)行設(shè)計方案優(yōu)化的時候往往只能參照模型的計算結(jié)果，這就導(dǎo)致圖紙修改的工作量大幅增加。而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能有效解決這一問題。立足于BIM技術(shù)，對其進(jìn)行二次開發(fā)，可生成完整的三維模型，然后再使其他分析軟件和BIM模型實現(xiàn)相互連通，把BIM模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入分析軟件進(jìn)行計算處理，這樣就能實現(xiàn)橋梁工程設(shè)計效率與質(zhì)量的大幅提升。

3.4統(tǒng)計橋梁工程量運用

BIM技術(shù)統(tǒng)計橋梁工程量，則需要先運用CAD圖紙來計算工程量，細(xì)化橋梁工程施工所需要的混凝土量、鋼筋量以及其他材料數(shù)量，同時，要根據(jù)橋梁工程信息與整體模型，統(tǒng)計橋梁工程施工成本，而且，設(shè)計師應(yīng)協(xié)同橋梁工程造價管理人員運用BIM技術(shù)制定科學(xué)合理的施工成本計劃。從宏觀層次來分析，成本計劃是依據(jù)橋梁工程項目開發(fā)目標(biāo)所制定的目標(biāo)成本，具體規(guī)定在期限內(nèi)為完成施工作業(yè)所支出的一切成本費用，并細(xì)化實現(xiàn)成本目標(biāo)的具體措施。需要注意的是，成本計劃是降低橋梁工程施工成本的具體目標(biāo)，也是實施成本控制、成本分析與成本考核的依據(jù)。其次，要運用BIM技術(shù)做好成本預(yù)算工作，即通過分析模型數(shù)據(jù)對施工期間所支出的成本費用進(jìn)行全面預(yù)算，準(zhǔn)確定位橋梁工程項目成本的支出動向，同時，要科學(xué)調(diào)控費用成本，確保在具體成本預(yù)算執(zhí)行過程中能全面預(yù)估控制力與執(zhí)行力。對于成本控制工作中所出現(xiàn)的任何問題，必須全面分析該問題的成因，并及時解決，努力確保成本控制工作的順利執(zhí)行。需要注意的是，前期的成本預(yù)算管理工作非常重要，后期的成本監(jiān)督工作也不容忽視。因此，橋梁工程設(shè)計師應(yīng)協(xié)同施工管理人員加大后期的成本監(jiān)督力度，確保總成本支出與成本預(yù)算結(jié)果相符。另外，橋梁工程設(shè)計師應(yīng)注意運用BIM技術(shù)協(xié)助施工企業(yè)做好成本分析與考核工作，通常，成本分析是依據(jù)成本預(yù)算所提供的成本數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，聯(lián)同計劃成本和本企業(yè)之前的橋梁工程項目成本歷史以及先進(jìn)成本管理經(jīng)驗進(jìn)行比較，正確認(rèn)知成本差異，科學(xué)判斷成本超支的原因，并根據(jù)具體原因制定成本控制對策。成本考核工作以成本分析為基礎(chǔ)，并對成本計劃的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行全面評估。在成本考核工作中，應(yīng)注意細(xì)分成本指標(biāo)與成本責(zé)任，以此確保成本考核的客觀性。

4提升BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用效用的建議

BIM技術(shù)的使用有許多好處，但是如果不能正確使用具體的施行辦法，就可能導(dǎo)致問題的產(chǎn)生，不利于提高橋梁設(shè)計的效率，影響設(shè)計周期。就目前國內(nèi)該技術(shù)的使用，必須進(jìn)行相關(guān)人員的專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)，組織技術(shù)的應(yīng)用點，提高BIM技術(shù)使用的效率和價值。首先橋梁設(shè)計人員可以通過更新仿真和數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方式方法，并且結(jié)合以創(chuàng)新的思維將該技術(shù)引進(jìn)中國的橋梁設(shè)計工作中，其次積極的關(guān)注應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，通過提高數(shù)據(jù)的可靠性實現(xiàn)橋梁設(shè)計的可行性。最后施工單位要更新管理模式和工作模式，一方面能夠有效地降低成本，另一方面也能提高工程建設(shè)的效率，實現(xiàn)利潤的最大化。因此BIM技術(shù)的使用必須以提高橋梁設(shè)計效率和施工質(zhì)量為目標(biāo)，在控制相關(guān)施工因素的同時，實現(xiàn)設(shè)計圖紙的構(gòu)建，并在模型的不斷建設(shè)中提高后期橋梁設(shè)計的效率，而且也能夠保障后期的施工質(zhì)量。

5結(jié)束語

綜上所述，借助BIM技術(shù)對本項目實施設(shè)計與施工模擬，構(gòu)建相應(yīng)的族庫，使模型利用率得到大幅提升，本項目研究具有很好通用性，能提高設(shè)計的實用性與可行性，最終為后續(xù)類似項目的實際設(shè)計工作與施工模擬都積累寶貴經(jīng)驗。相信通過不斷地完善和積累，BIM技術(shù)的應(yīng)用能為企業(yè)核心競爭力起到重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳繼峰,劉志麗,杜戰(zhàn)軍.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計階段的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2017(10):210~211.

[2]董士杰.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計階段的應(yīng)用[J].智能建筑與智慧城市,2018(4):163~164+11.

作者：安惠娟 單位：山西蘇交科炳坤工程勘察設(shè)計有限公司