王沖

摘 要：作為滿足交通需要的建筑物，橋梁務(wù)必要擁有可靠的工程質(zhì)量，有效發(fā)揮出其所具有的使用價值。BIM技術(shù)是近段時間興起的一項技術(shù)，其不只是數(shù)據(jù)信息的共享平臺，也是一種十分重要的信息融合工具，從某個角度增加了模型運用的重復概率，并且可以減少模擬需要用到的成本經(jīng)費。所以，運用BIM技術(shù)可以給道路橋梁施工上帶來很大的支持，也可能在很大程度上推動橋梁設(shè)計領(lǐng)域的不斷發(fā)展。本篇文章就BIM在公路橋梁設(shè)計當中的運用展開分析，希望可以給大家?guī)韼椭?/p>

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);公路橋梁設(shè)計;應用

Abstract： As a building to meet the traffic needs， the bridge must have reliable engineering quality and effectively play its use value. BIM technology is a technology rising in recent years. It is not only a platform for data information sharing， but also a very important information fusion tool. It increases the probability of repetition of model application from a certain point of view， and can reduce the cost and expenses needed for simulation. Therefore， the application of BIM technology can bring great support to the road and bridge construction， and may also promote the continuous development of the bridge design field to a great extent. This article analyzes the application of BIM in highway bridge design， hoping to bring help to you.

Keywords： BIM technology; highway bridge design; application

一、前言

BIM技術(shù)從2002年正式提出到現(xiàn)在，在經(jīng)過多年來的發(fā)展，開始運用到建筑和機械這些行業(yè)，并取得不錯的成果。其整個生命周期的信息傳輸理念與可視化處理復雜空間位置關(guān)系這些優(yōu)勢在工程建筑的多個領(lǐng)域開始得到運用[1]。對比建筑和機械這些行業(yè)小規(guī)模且結(jié)構(gòu)較為繁瑣的特征，公路領(lǐng)域有著狹長帶狀的特征，所以BIM技術(shù)的運用開始的較晚，但是通過近些年的研究與嘗試，已然在公路橋梁設(shè)計當中的運用。

二、BIM技術(shù)在公路橋梁設(shè)計當中的運用

（一）工程概況

某個橋梁總長是6.35 km，主橋布置（80 m+165 m+430 m+165 m+80 m），這個橋梁分成雙層設(shè)計，上層是4車道客車線，下層是2車道貨車線。橋梁所能夠承受的恒荷載大概在100 t/米，活荷載30 t/米。橋梁1號與2號橋塔為H型的橋塔，1號主塔高為181.12 m，2號主塔高為194.58 m，詳細數(shù)據(jù)如表1所示。

（二）借助BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計平臺搭建

借助現(xiàn)代化的測量技術(shù)，如航測遙感、無人機傾斜攝影、激光掃描等等，作為BIM模型的主要數(shù)據(jù)，基于協(xié)同平臺來創(chuàng)建環(huán)境模型。圖1就把數(shù)字化的勘察效果在協(xié)同平臺之上進行傳輸，確保各項設(shè)計能夠統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

橋梁專業(yè)的設(shè)計工作者借助BIM設(shè)計軟件，立足數(shù)字化勘察設(shè)計成效來展開設(shè)計，通過設(shè)計數(shù)據(jù)的同步生成橋梁方案當中的BIM模型，在協(xié)同平臺上把帶有各種專業(yè)信息的BIM模型和環(huán)境模型有效組合，建立具有大場景的BIM模型[2]。設(shè)計工作者需要結(jié)合專業(yè)特征，并運用模型來檢驗橋梁方案的有效性、設(shè)計的科學性，并且做好設(shè)計專業(yè)問題的推送以及模型的有效處理。借助協(xié)同平臺能夠確保設(shè)計中數(shù)據(jù)資源的唯一性，在很大程度上規(guī)避了因為數(shù)據(jù)無法同步而造成設(shè)計出現(xiàn)失誤[3]。并且運用BIM協(xié)同平臺，在通過設(shè)計工作者的確認以后轉(zhuǎn)交到下個階段的數(shù)字化成效，可以讓信息得以準確的傳輸。

（三）BIM技術(shù)在橋梁方案比選中的運用

針對公路橋梁工程而言，裝配式橋梁在整個橋梁當中有著較大的占比。所以在橋梁設(shè)計時期有很多的工作都集中于普通橋梁方案的制定當中。以往在公路橋梁的方案設(shè)計時，一般都會選用1∶2000地形圖與路線設(shè)計資料來進行，這種方式是可以加快地完成橋梁方案的制定，但是也有著設(shè)計意愿表述不清、橋梁建造物和被跨越物體在位置關(guān)系上不夠形象這些問題。借助所研發(fā)的路線軟件來做升級研發(fā)，在結(jié)束路程設(shè)計時只需要批量的設(shè)計對應的橋梁孔徑信息與中心樁號，不用再去做額外的工作，可一鍵生成相應的路線與常規(guī)橋梁方案模型。并且借助衛(wèi)星圖像、航片以及激光點云數(shù)據(jù)這些生成了地形模型，把BIM方案模型和地形模型有效融合，進而評價與比較橋梁的方案[4]。借助以上的方案，能夠更為形象化的檢驗孔徑布置、上下構(gòu)選型以及通航情況的科學性。

（四）BIM技術(shù)在鋼橋細節(jié)設(shè)計當中的運用

在公路橋梁的設(shè)計當中，如果碰到深谷、大河或是交通量相對較大且難以斷絕交通的跨線橋時，普通的裝配式橋梁就無法達成跨越需求。時常運用的橋型就有較大跨徑的剛構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋以及鋼箱梁頂推的跨越方案。因為橋梁結(jié)構(gòu)本身的復雜性，使得這種橋型設(shè)計當中時常會碰到較為繁瑣的節(jié)點設(shè)計。橋梁本身構(gòu)件所存在的位置關(guān)系比較繁瑣，一般的二維圖紙無法較為細致地彰顯出位置關(guān)系[5]。

1. BIM技術(shù)在懸索橋?qū)嶋H節(jié)點設(shè)計當中的運用

在大跨徑懸索橋當中時常會運用鋼桁架主梁節(jié)點錨栓、索鞍這些部位因為其本身在空間建造上較為繁瑣，二維圖紙這部分的表述時常就引發(fā)一些誤解，讓橋梁的設(shè)計意向難以更好的傳輸?shù)绞┕ぎ斨衃6]。在白洋長江公路大橋具體的設(shè)計當中，主跨選用1000 m的雙塔單跨吊鋼桁架的懸索橋，借助Tekla與Revit軟件創(chuàng)建鋼桁架與索鞍的精細化模型，能夠更為精準地把設(shè)計細節(jié)闡述清晰，提升了設(shè)計和施工所連接的質(zhì)量，對工程質(zhì)量的提升具有很大的促進作用。

2. BIM技術(shù)在鋼箱梁細節(jié)設(shè)計中的運用

現(xiàn)下公路工程當中開始廣泛運用跨線設(shè)計，為了可以把跨越部分產(chǎn)生的交通影響最小化，鋼箱梁頂推方案具有的優(yōu)點都體現(xiàn)出來。鋼橋梁通常是由頂板、底板、腹板以及縱橫板這些進行現(xiàn)場安裝，其內(nèi)部架構(gòu)縱橫交叉，并且對加工的細致性有了更高的要求。一般的二維圖紙主要將階段劃分為幾個具有典型性的橫斷面圖來表示鋼箱梁的主要構(gòu)成與加工方案。鋼結(jié)構(gòu)加工廠在看到設(shè)計圖紙時需要對圖紙做深入的設(shè)計，對于設(shè)計用意表達模糊的部分還應該持續(xù)和設(shè)計單位做多次溝通，這就在一定程度上加長了施工工期。在高速公路跨線橋中，工程能夠運用（44+70+36） m的鋼橋梁，設(shè)計時期借助Tekla軟件來完成鋼箱梁的設(shè)計，借助BIM技術(shù)在工程設(shè)計期間把結(jié)構(gòu)設(shè)計和三維設(shè)計有效融合，借助三維模型來完成模擬拼裝之后再做碰撞檢驗，對于不達標的位置在設(shè)計時期及時察覺同時進行改正，最終做好三維安裝圖以供施工企業(yè)去加工拼裝，并且把設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)控加工機床，完善相關(guān)信息，在很大程度上提升了設(shè)計質(zhì)量，縮減設(shè)計和施工的交流協(xié)作，進而縮減工期，節(jié)省工程造價[7]。

（五）BIM技術(shù)在橋梁可視化技術(shù)交底中的運用

技術(shù)交底身為設(shè)計工作者和施工企業(yè)最直觀的溝通環(huán)節(jié)，能夠讓整體橋梁的設(shè)計用意與注意事項的有效表述，但是借助正常手段進行表述通常是用技術(shù)交底文件去描寫一些并不存在的物體。時常出現(xiàn)表意不明或是理解不清楚而致使施工存在問題，為橋梁施工質(zhì)量帶來巨大的隱患。借助BIM技術(shù)來模擬有關(guān)的施工工序，形象地把設(shè)計人員的用意借助三維的方式來表現(xiàn)，在施工當中需要關(guān)注的地方都應做好提示，對于施工組織的設(shè)計與施工操作指導書中的重要步驟來制作相應的施工動畫，在很大程度上提升溝通的效率以及工程品質(zhì)。并且，針對重要的施工工法和系統(tǒng)的施工工藝做成技術(shù)交底庫，在施工期間與其他相似工程運用時當作參考[8]。在京滬改擴建這類工程當中，對于拓展基礎(chǔ)承臺、橋面混凝土鋪裝層操作這些施工流程借助BIM技術(shù)來做可視化的交底，并取得了不錯的成效。

三、BIM技術(shù)在公路橋梁設(shè)計運用當中存在的問題

（一）軟件技術(shù)不夠成熟

線下可以運用到公路橋梁設(shè)計當BIM軟件大部分都是國外軟件，擁有一定的開放性，并且和我國規(guī)范的結(jié)合度并不高，本土化工作并沒有完成，應該依據(jù)我國規(guī)范與設(shè)計習慣對其功能做二次開發(fā)。

（二）硬件配置要求較高

因為公路橋梁自身所具有的特征，除了有公路橋梁已有的信息以外，還應該沿線附近的地質(zhì)以及其他自然與人文信息，通常會造成模型的體量相對較大，在建模與有關(guān)信息處理當中應該配置更為優(yōu)質(zhì)的硬件配置[9]。

（三）缺少對應的標準

因為該行業(yè)發(fā)展相對較晚，對應的標準與規(guī)范都還沒有出臺，對功能的研究缺少較為明確的方向，對應的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式、信息的交付指標不夠一致。當今社會還是將業(yè)主的要求作為主要導向，缺少一個較為總體的規(guī)劃和管理。

（四）對BIM領(lǐng)域從事者的要求很高

因為BIM技術(shù)牽扯設(shè)計、施工以及運營管理這些整個生命周期的建設(shè)工作，在設(shè)計當中的BIM運用就牽扯往其他時期的模型的信息傳輸，這就需要該領(lǐng)域從事者既了解工程每個時期的知識，還需要熟練對BIM軟件進行運用[10]。并且對部分功能點還應該配備對應的開發(fā)人員，以便于再次開發(fā)。

四、結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)是我國橋梁工程設(shè)計階段新興起的技術(shù)，其獨有的三維可視化能力，能夠給橋梁設(shè)計企業(yè)和建設(shè)企業(yè)信息交換給予更為有效的渠道。所以，在橋梁設(shè)計期間，相關(guān)工作者能夠結(jié)合橋梁工程所提出的要求，合理借助BIM技術(shù)來開展三維建模，同時依據(jù)校驗檢查的數(shù)據(jù)，持續(xù)調(diào)節(jié)二維設(shè)計圖紙，進而給橋梁后續(xù)的施工給予一定的保障。以上就是筆者結(jié)合多年從業(yè)經(jīng)驗，針對BIM技術(shù)在公路橋梁設(shè)計當中運用，所提出的一些淺見，以供廣大該領(lǐng)域從業(yè)者參考。

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