BIM技术在市政桥梁设计中的应用 魏茂露

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:魏茂露
[导读] 摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。
        扬州和丰建设工程有限公司  江苏扬州  225000
        摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。在交通工程建设中,桥梁建设是其中一项重要组成部分。桥梁设计的水平将直接影响桥梁的工程质量。因此要加强对桥梁设计的研究,引入先进的设计技术。桥梁BIM设计技术的引用,使桥梁设计更加直观准确,可为桥梁工程的建设质量提供重要保证,便于后期运营维护,保障其安全便捷的交通服务。本文就BIM技术在市政桥梁设计中的应用展开探讨。
        关键词:BIM技术;市政桥梁;设计
        引言
        随着现代城市的极速发展和整体规模的不断扩大,城市对相关市政配套设施都提出了更高的要求,这当中也涉及各种新型桥梁工程的建设,或者是对原有的桥梁系统进行改造。原先使用的工程技术往往都无法直观清晰地提出动态性的设计内容,但是BIM技术的出现改变了这一弊端,有效实现了设计、施工和运维之中的智能化,在动态演示之下把桥梁工程每个阶段的具体情况都展现出来,同时也使设计方案能够直接转变成模型,为后续施工提供充分的技术支持,具有极为重要的现实意义。
        1BIM设计技术的特点
        BIM技术所具有的特点是完备性,关联性和一致性。模型信息的完备性主要是指在施工过程中对工程结构3D信息关系的构建和逻辑关系的构建,例如桥梁施工设计名称,结构类型,构件名称之间的工程内部逻辑关系。模型信息的关联性是指在构建桥梁施工设计的信息模型时,信息模型中所包含的对象是可以相互识别并彼此关联的。BIM技术的优势就在于信息模型的统计和分析,整个过程由系统自动完成,分析和统计之后会生成相应的报表,为施工人员提供了极大的便利。模型信息的一致性在于系统会自动导入相同的信息和数据。例如,在整个桥梁施工设计单位中会有很多相同的构件和信息,在应用BIM技术的基础上,这些重复的信息无需人为的二次输入,系统会自动将这些数据演化为3D信息模型中的一部分。BIM技术的优点还体现在当3D信息模型的信息改变之后,系统会自动修改二维工程图纸,使其与3D信息模型的信息相符。施工人员还可以通过在3D信息模型中建立标示的方式来标注修改的部分,在二维工程图纸中也会产生相应的标示,避免了由于信息更改但施工人员不知而造成的施工错误。
        2桥梁工程设计中BIM技术的应用
        2.1模型的构建
        BIM技术在桥梁工程中的应用首先需要构建一个科学完善的模型,具体来说,主要涉及以下两个环节:第一个环节是借助Autodesk Revit软件为桥梁构件提供族的协同作用。例如,某桥梁工程的基础形式为桩基础,参照其平面图纸,Autodesk Revit应用程序可通过其自带的架构基础族模板建构一个完整的基础族库,同时还可以及时而准确地导入所有相关数据,并在三维立体图形中检验基础模型的构建是否存在缺陷或漏洞。第二个环节是获取桥梁完整的建模形态。在完成基础构件族的建构工作之后,可借助该软件构建一个项目数据文件,并将已经建构好的族库直接导入到这一项目文件之中,然后再对各基础构件的具体方位进行调整和优化,最终获得准确完整的桥梁工程数字化建模信息。
        2.2施工场地规划
        桥梁施工现场复杂,对施工场地要求高,在施工前期,根据设计建立标准化的桥梁模型数据库,把数据库中桥梁模型和谷歌地图三维叠加形成施工现场三维漫游,在三维场景的指导下,可以在室内进行施工便道规划以及施工机械位置、拌合站、材料堆放区域选址等,经过内业规划结合现场实际踏勘确定施工最优方案,以进行文明施工,经过合理的规划,一方面减少外业工作量,一方面提升施工场地规划设计的效率、提高项目施工的经济效益。


        2.3导出二维图纸,协同设计
        在完成全桥模型BIM建模后,可根据桥梁建设的各项工程内容,在BIM技术软件中输入参数要求,并自动生成桥梁设计的平面图、剖面图和立面图。细节部分结构大样同样可以从BIM模型中进行导出。这一方法,相较于传统的二维设计图来说,更为清晰、详细,优势较大。对于特定构造复杂构件,还可以输出三维模型,将设计中的细节清晰呈现出来。BIM技术应用后,桥梁设计不仅能适应多变的环境,还可以将相关专业的设计内容整合起来,不断的进行优化和调整,发现并解决设计工作中各专业之间需要配合的问题。以往流程复杂,操作反复繁琐的沟通协调工作在BIM技术的应用下,化繁为简,极大的提高了设计师之间的配合效率,有利于缩短桥梁设计周期,提高桥梁设计质量,为桥梁工程建设取得更多的经济效益。
        2.4统计桥梁工程量
        运用BIM技术统计桥梁工程量,则需要先运用CAD图纸来计算工程量,细化桥梁工程施工所需要的混凝土量、钢筋量以及其他材料数量,同时,要根据桥梁工程信息与整体模型,统计桥梁工程施工成本,而且,设计师应协同桥梁工程造价管理人员运用BIM技术制定科学合理的施工成本计划。从宏观层次来分析,成本计划是依据桥梁工程项目开发目标所制定的目标成本,具体规定在期限内为完成施工作业所支出的一切成本费用,并细化实现成本目标的具体措施。需要注意的是,成本计划是降低桥梁工程施工成本的具体目标,也是实施成本控制、成本分析与成本考核的依据。其次,要运用BIM技术做好成本预算工作,即通过分析模型数据对施工期间所支出的成本费用进行全面预算,准确定位桥梁工程项目成本的支出动向,同时,要科学调控费用成本,确保在具体成本预算执行过程中能全面预估控制力与执行力。对于成本控制工作中所出现的任何问题,必须全面分析该问题的成因,并及时解决,努力确保成本控制工作的顺利执行。需要注意的是,前期的成本预算管理工作非常重要,后期的成本监督工作也不容忽视。因此,桥梁工程设计师应协同施工管理人员加大后期的成本监督力度,确保总成本支出与成本预算结果相符。另外,桥梁工程设计师应注意运用BIM技术协助施工企业做好成本分析与考核工作,通常,成本分析是依据成本预算所提供的成本数据和相关资料,联同计划成本和本企业之前的桥梁工程项目成本历史以及先进成本管理经验进行比较,正确认知成本差异,科学判断成本超支的原因,并根据具体原因制定成本控制对策。
        2.5施工进度、质量控制与管理
        桥梁施工过程复杂、统筹难度大,对施工进度的有效管理存在一定难度。运用BIM技术的桥梁三维可视化模型对施工流进程进行模拟,有利于施工单位对整体进度的有效把控,把握施工过程中的各个细节,对施工进程进行动态调整,针对施工过程中存在的问题及时有效的制定合理的应急方案,使得施工进程管控从被动到主动转变,确保施工过程能够按照既定目标顺利开展。施工质量对桥梁的安全施工、安全运营有着非常重大的意义,在施工质量的管控方面,根据BIM模型模拟施工进程中各个具体的操作细节,结合现场实际情况不断对施工方案进行优化,实现对桥梁施工进程中各个细节的管控,保证桥梁施工进程中的总体质量。
        结语
        BIM技术不仅能提高我国桥梁设计效率,还能加强我国桥梁工程建设的管理工作,有利于促进提高桥梁设计水平,降低桥梁设计成本,获得更多的经济效益。并且BIM技术的应用可以提高桥梁施工的安全性,有效控制桥梁施工进度,使其在不影响工程质量的前提下按时竣工。因此,应当加强对BIM技术的研究,针对桥梁设计的实际需求,不断地开发和升级BIM软件平台系统。
        参考文献:
        [1]马云飞.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].黑龙江交通科技,2018(6):193+195.
        [2]肖廷刚.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].中外企业家,2018,594(4):67-68.
        [3]乐玥.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].江西建材,2018(10)45-46.
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