隋春來

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通建設(shè)工程的項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大，項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，但也同樣帶來了一些新的挑戰(zhàn)。在交通工程建設(shè)中，橋梁建設(shè)是其中一項(xiàng)重要組成部分。橋梁設(shè)計(jì)的水平將直接影響橋梁的工程質(zhì)量。因此要加強(qiáng)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的研究，引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。橋梁BIM 設(shè)計(jì)技術(shù)的引用，使橋梁設(shè)計(jì)更加直觀準(zhǔn)確，可為橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量提供重要保證，便于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，保障其安全便捷的交通服務(wù)。

2 BIM 技術(shù)的相關(guān)概念及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)是一項(xiàng)全新的技術(shù)，在建筑工程建設(shè)中已被廣泛應(yīng)用。通過采集建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建建筑模型，展現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)實(shí)況，以便于管理人員了解設(shè)計(jì)和施工過程中的各個(gè)方面，實(shí)施有效的管理工作。BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是利用BIM 技術(shù)，能夠?qū)⑺O(shè)計(jì)的橋梁的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，以及真實(shí)的地理環(huán)境全部展現(xiàn)于模型中，直觀地呈現(xiàn)出來，便于調(diào)整設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使其與現(xiàn)狀環(huán)境更加契合，降低施工難度；二是相較于傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)來說，BIM 技術(shù)應(yīng)用下的橋梁設(shè)計(jì)工作，在效率上更高，且便于加強(qiáng)設(shè)計(jì)院內(nèi)部各專業(yè)部門之間的溝通，有利于提高工程設(shè)計(jì)的整體效率；三是利用BIM 技術(shù)，能夠快速完成橋梁設(shè)計(jì)評(píng)估工作，減少設(shè)計(jì)成本。自動(dòng)生成設(shè)計(jì)圖紙，可在保障質(zhì)量的前提下縮短設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)；四是BIM 信息模型的創(chuàng)建，有利于實(shí)現(xiàn)橋梁工程建設(shè)中的信息共享，避免出現(xiàn)信息孤島[1]。

3 BIM 應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 BIM 應(yīng)用工藝

就目前而言，基于BIM 技術(shù)已經(jīng)成功開發(fā)出了有關(guān)于橋梁設(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)，此軟件平臺(tái)中融入了橋梁設(shè)計(jì)BIM 的核心價(jià)值，可以幫助橋梁設(shè)計(jì)人員高效地完成設(shè)計(jì)工作，并且可使橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，貫穿于整個(gè)橋梁工程建設(shè)過程中，與之整體產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性。不再需要人為的繪制圖紙，而是可通過輸入?yún)?shù)來自動(dòng)生成設(shè)計(jì)圖紙，加強(qiáng)了各設(shè)計(jì)師和各部門之間的交流與合作，使其能夠協(xié)調(diào)配合，有效促進(jìn)橋梁設(shè)計(jì)工作效率的提高。

3.2 BIM 軟件平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

BIM 軟件平臺(tái)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)便是數(shù)字化技術(shù)，這也是橋梁模型創(chuàng)建的基礎(chǔ)。在創(chuàng)建模型之后，每一項(xiàng)其他工作都需要在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，能夠?qū)?fù)雜的橋梁設(shè)計(jì)圖變得簡(jiǎn)單直觀。BIM 設(shè)計(jì)中還可以在模型中將橋梁各構(gòu)件的位置及其細(xì)節(jié)明確的展示出來，有利于避免設(shè)計(jì)圖紙施工交底不到位的 問題[2]。

3.3 BIM 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)

橋梁設(shè)計(jì)本就是一項(xiàng)極為復(fù)雜，涉及內(nèi)容頗多的系統(tǒng)化工程。在使用BIM技術(shù)后，可大幅減輕設(shè)計(jì)人員的工作壓力，設(shè)計(jì)人員可以直接在軟件平臺(tái)中自定義圖形風(fēng)格，輸入橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)要求及參數(shù)，來生成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙。BIM 設(shè)計(jì)后的模型能夠查詢有關(guān)于橋梁模型的各項(xiàng)信息，便于后期工程核算，既有利于提高橋梁的設(shè)計(jì)效率，又能提高橋梁設(shè)計(jì)的安全性，一舉兩得。

4 BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 建立族庫(kù)，形成全橋模型

在進(jìn)行橋梁BIM 設(shè)計(jì)時(shí)，可將其二維圖紙導(dǎo)入于BIM 軟件中，通過軟件中自帶的基礎(chǔ)族樣來創(chuàng)建族庫(kù)。在將關(guān)于橋梁的各項(xiàng)基礎(chǔ)參數(shù)輸入族庫(kù)后，可從平面、立面等不同的角度來對(duì)其呈現(xiàn)出的基礎(chǔ)模型進(jìn)行觀察，以判斷數(shù)據(jù)的正確性。創(chuàng)建好基礎(chǔ)族后，則要設(shè)立墩臺(tái)族。指的是在現(xiàn)有地形條件中進(jìn)行橋梁的選址工作，根據(jù)選址的實(shí)際地理環(huán)境來設(shè)計(jì)橋梁的結(jié)構(gòu)，通過軟件中的拉伸功能和融合功能，創(chuàng)建墩臺(tái)族。完成族庫(kù)建設(shè)之后，需要在此基礎(chǔ)上，新建一個(gè)結(jié)構(gòu)項(xiàng)目文件，并將其載入于族庫(kù)中，基于實(shí)況來調(diào)整相應(yīng)的構(gòu)件位置，以便于形成信息化模型。需要注意的是，所有的設(shè)計(jì)都要以橋梁建設(shè)的實(shí)際地理環(huán)境為基礎(chǔ)，不可脫離現(xiàn)實(shí)，否則所形成的全橋模型將失去實(shí)用性[3]。

4.2 導(dǎo)出二維圖紙，協(xié)同設(shè)計(jì)

在完成全橋模型BIM 建模后，可根據(jù)橋梁建設(shè)的各項(xiàng)工程內(nèi)容，在BIM 技術(shù)軟件中輸入?yún)?shù)要求，并自動(dòng)生成橋梁設(shè)計(jì)的平面圖、剖面圖和立面圖。細(xì)節(jié)部分結(jié)構(gòu)大樣同樣可以從BIM 模型中進(jìn)行導(dǎo)出。這一方法，相較于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖來說，更為清晰、詳細(xì)，優(yōu)勢(shì)較大。對(duì)于特定構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)件，還可以輸出三維模型，將設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)清晰呈現(xiàn)出來。

BIM 技術(shù)應(yīng)用后，橋梁設(shè)計(jì)不僅能適應(yīng)多變的環(huán)境，還可以將相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容整合起來，不斷的進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)工作中各專業(yè)之間需要配合的問題。以往流程復(fù)雜，操作反復(fù)繁瑣的溝通協(xié)調(diào)工作在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下，化繁為簡(jiǎn)，極大的提高了設(shè)計(jì)師之間的配合效率，有利于縮短橋梁設(shè)計(jì)周期，提高橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量，為橋梁工程建設(shè)取得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 應(yīng)用4D 技術(shù)，做好運(yùn)維工作

BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅僅存在于設(shè)計(jì)階段，其與橋梁施工階段也密不可分?；贐IM 的4D 技術(shù)，能夠使設(shè)計(jì)信息與施工過程聯(lián)動(dòng)，可直接通過已建成的設(shè)計(jì)模型來展現(xiàn)整個(gè)施工流程，進(jìn)行科學(xué)模擬。能夠?qū)⒅贫ǖ氖┕び?jì)劃導(dǎo)入到BIM 技術(shù)軟件中，對(duì)其進(jìn)行專業(yè)性分析，有利于發(fā)現(xiàn)施工方案中存在的問題并及時(shí)調(diào)整，從而為確保橋梁施工工作的順利開展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可根據(jù)施工項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的預(yù)算，預(yù)估橋梁施工造價(jià)成本，以便于在施工過程中實(shí)施有效的成本管理工作。

另一方面，BIM 技術(shù)同樣適用于橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，可將所創(chuàng)建的橋梁設(shè)計(jì)BIM 模型，與橋梁運(yùn)維階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相連接，創(chuàng)建接口文件，以便于實(shí)施有效的監(jiān)督工作，保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。一旦橋梁運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，能夠直接于BIM 模型中展現(xiàn)出來，便于技術(shù)人員審查和維修，降低橋梁運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語

BIM 應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)中，是我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)的重要手段，具有重要意義。BIM 技術(shù)不僅能提高我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)效率，還能加強(qiáng)我國(guó)橋梁工程建設(shè)的管理工作，有利于促進(jìn)提高橋梁設(shè)計(jì)水平，降低橋梁設(shè)計(jì)成本，獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。并且BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以提高橋梁施工的安全性，有效控制橋梁施工進(jìn)度，使其在不影響工程質(zhì)量的前提下按時(shí)竣工。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)BIM 技術(shù)的研究，針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，不斷地開發(fā)和升級(jí)BIM 軟件平臺(tái)系統(tǒng)。