基于BIM技术的道路桥梁设计探究

基于 BIM技术的道路桥梁设计探究

杨珍

中铁一局第四工程有限公司 上海 712000 

摘要：结合实际，对BIM平台的桥梁工程设计与应用要点进行论述。分析了BIM技术的发展情况，并从BIM技术的协同设计平台搭建、BIM技术在桥梁方案比选中的应用以及BIM技术在钢桥细节设计等方面的应用进行了分析。实践可知，由于BIM技术具备可视化、数据化等优势，在桥梁工程设计过程中可以提升桥梁设计质量和建设质量。

关键词：BIM平台；桥梁工程；设计；应用

1引言

21世纪初，由美国欧特克公司提出的BIM技术问世。经过了近20年的完善和发展，BIM技术在多个领域都有较好的表现，其独特的设计理念和可视化的3D建模方式，给建筑行业的发展带来了巨大的推动力。但是，相较于传统的建筑或机械领域，BIM技术在其他领域的运用还有一些局限性。本文简述BIM技术在公路桥梁建设领域的应用，并做出相关分析。

2 BIM技术在公路桥梁设计中的应用

公路桥梁有多种设计建设方案。根据不同的地形和施工环境，可以运用不同的施工方案进行合理的施工，而BIM技术可以很好地在多种方案中进行科学的比对，选出最佳方案。因此，在公路桥梁建设方面，BIM的作用不可忽视。于田路位于上海市嘉定区境内，北起园亭路与园工路的交叉口，向南依次从京沪高速铁路、沪宁城际铁路桥下穿通过，继续向南上跨京沪铁路沪宁段路基、新建沪通铁路，而后接入现状于田路与和静路的交叉口。于田路上跨铁路桥机动车道桥梁里程为0+162.5～0+614.0全长451.5m，标准段宽16.5米，加宽段为18m。桥梁孔跨布置：（18+22×2+18）m刚构+（18+22×2+18）m刚构+1*41.5m简支箱梁+（3×25）m刚构+(3×25)m刚构+（4×25）m刚构。跨沪宁铁路主跨及其前后一跨采用加宽断面桥面宽18m ，布置为：0.75米（防异物侵线）+0.5米（防撞栏杆）+7.5米（机动车道）+0.5米（中防撞栏杆）+7.5米（机动车道）+0.5米（防撞栏杆）+0.75米（防异物侵线）。

2.1基于BIM技术的协同设计平台搭建

运用BIM技术建立施工环境的全模拟，建立可完全反映现实的虚拟3D模型，需要用到多种当下最先进的测绘技术，如激光扫描技术、航测遥感技术。从事专业桥梁设计的工作人员可以通过BIM技术对桥梁工程方案进行建模。使用自主研发的BIM建模软件，首先，通过对施工环境进行科学勘察，对模型进行初步框架设计；其次，再利用设计方案中的各项数据对此模型进行操作，最后，在多个协同平台的共同努力下，将具有初步轮廓的BIM模型与环境相融，得到了有着完整大环境的3D模型。模型建立后，需要桥梁设计建设行业的专业人士，通过模型对整体施工方案进行评估，通过多方面的认证来确认设计方案的切实可行，要保证在进行各个环节的设计校核时，各设计专业的数据保持同步，避免因信息不同步而带来的校核错误。还要结合BIM技术，在经过专业人员的认真校核之后，再进行下一步的操作。

2.2BIM技术在桥梁方案比选中的应用

在公路桥梁的诸多方案当中，装配式桥梁是整个桥梁系统中非常重要的一种，在桥梁方案设计到最终确定需要耗费较大的精力。原有的桥梁建设方案往往会使用比例为1∶2000的地形图和其他设计资料，尽管通过这样的方法可以使得桥梁的方案设计工作顺利开展，但实际上是有诸多问题的，比如：平面的地形图和路线图无法真实地反映方案的设计意图，无法反映出工程中的诸多细节问题，表达混乱，给校核工作带来了麻烦，而在使用了BIM技术，并进行完整建模之后，仅需要根据模型进行施工既可。

2.3BIM技术在钢桥细节设计中的应用

在对较复杂的地形进行公路桥梁建设方案设计时，BIM的优势就体现出来了。BIM模型相较传统平面施工图纸能更清晰地反映实际情况，且在相对复杂的环境如峡谷、河流和某些非常重要的桥梁路段进行施工时，传统的装配式桥梁已经难以满足需求，需要进行更加复杂的桥梁建设。BIM技术模型可将复杂的桥梁结构中的重要节点呈现出来，保障设计方案的科学合理。同时在细节设计上，通过BIM技术的自身功能，在建模完善后，可以直接在模型中设计，提升细部设计质量。

2.4BIM技术在悬索桥节点设计中的应用

传统的平面设计图纸和BIM3D模型相比较，有诸多的不足之处。在进行大型索桥的建设时，平面图纸是很难将桥梁建设中关键且复杂的设计节点清晰呈现出来的，尤其是主梁节点锚栓、索鞍等特殊的情况。而BIM均可清晰展现。

2.5BIM技术在钢箱梁细节设计中的应用

随着我国交通的不断发展，交通网络的不断完善，出现了更多的跨线桥梁设计。为保障施工质量，也为了使被跨越公路不受影响，专业的公路桥梁方案设计人员越来越青睐于钢箱梁顶推方案。钢箱梁总共分为6部分，由工厂进行分开浇筑，而后在施工现场进行焊接处理。由于其内部的受力情况较复杂，是对施工精细程度的一次挑战，而以往的平面图纸仅能以普通的截面分析来对钢箱梁的结构进行初步反映，这不仅是给工程建设团队增加了难度，还给钢箱梁的制造带来了影响，这是传统平面图纸的一大弊病。

2.6BIM技术在桥梁可视化技术交底中的应用

在进行技术交底时，BIM技术的作用再一次得到了体现。在过去，方案设计人员同工程建设者进行技术交底时，仅是通过语言或图纸对一个想象中的桥梁进行描述，一旦描述语言或理解方面有了偏差，则难免会给工程的顺利实施带来困难，这也是行业内普遍存在的问题。但是，在进行技术交底沟通时，合理地运用BIM技术，可以对施工过程中的关键环节或其他施工复杂点进行模拟，使干燥的语言变为生动的模型体现，更加直观和易于了解，并在施工过程中把需要注意的地方做出标识，整个施工过程一目了然。除此以外，还可以通过BIM技术建立相应的信息库，将施工关键点和关键的施工方法都详细录入，作为日后进行公路桥梁方案设计时的对比库。

3 BIM技术在公路桥梁设计应用中存在的难点

1）BIM自主研发的软件尚未正式投入使用，目前，国内大多数建筑方案设计所使用的BIM软件还是国外研发的。软件研发的诸多标准与国内行业规范不匹配。BIM技术的应用是新建设技术的一次革新，对BIM的本土化工作已刻不容缓。

2）对计算机的硬件配置要求较高。在建模的过程当中，软件需要收集大量的信息，这些信息包含了施工环境的地质地貌，周边村庄或城市的人文数据等，导致了建模数据量极其繁杂，这就对硬件设备提出了更高的要求。

3）在BIM应用方面，国内行业还没有较为规范的软件使用规范。在BIM技术的应用方面尚处于摸索期，并且对软件的开发利用不够，对软件的熟悉程度不够，行业内缺乏起主导作用的行为规范准则。在方案设计时，BIM工程中，需要对工程本身的全过程都有所了解。方案设计人员要对工程设计中的各种BIM技术进行应用。

4）由于BIM技术在行业内仍属于新型技术，而且在进行BIM建模的过程都了如指掌，还要熟悉BIM软件的应用，这就需要从业人员具有较高的职业素养和专业技能。

4结语

近年来，BIM技术在公路桥梁建设行业已经有了初步的应用。其不可忽视的作用在方案设计阶段的各个环节都有所体现：工程细节演示、工程难点标识、改变技术交底方式等方面，都体现了BIM技术相较于传统平面图纸的巨大优势。BIM技术已经被越来越多的行业内人士所认可和接受，并逐渐投入使用。而在大量的使用过后，必然会形成行业内对BIM技术应用的初步规范标准，使BIM技术的应用在国内公路桥梁建设行业得到更好的发展，而BIM技术建模将会成为我国建筑行业中不容忽视的重要技术环节。

参考文献

[1]李振伟.基于BIM技术的施工管理平台研究[J].建筑工程技术与设计,2019(35):146-148.

[2]谷洪雁,张现林.基于BIM技术的施工管理平台研究[J].企业技术开发（下半月）,2015(8):153-156.

[3]韩厚正.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].特种结构,2016(2):117-120.