董欣男
浙江中交通力工程设计有限公司 浙江杭州 310000
摘要：本文首先对BIM技术进行了简述，随后对传统桥梁设计中存在的问题进行了分析，最后重点对BIM技术在桥梁设计中的应用展开探索。结论证实，BIM技术在桥梁设计中可实现参数化建模、拟定施工方案、自动工程量统计、结构设计优化及冲突检查等一系列应用，提高桥梁设计的准确性及高效性。
关键词：BIM技术；桥梁设计；应用
引言
传统的桥梁设计方法只在桥梁结构计算时采用三维模型进行分析计算，在整体与构件设计中依然采用二维方式，许多问题常常在实际施工过程中才会被发现，不仅影响了工期与成本，对桥梁结构安全也会造成隐患。因此，在桥梁设计中应用BIM技术，对确保设计方案的可行性具有重要作用。
1BIM技术简述
随着信息化时代的到来，科学技术已经成为带动产业发展的第一生产要素。在桥梁建设工程中，现代使用的各种新技术产生的各种新产品成为了首要选择，BIM技术为应对这一时代发展要求也就应运而生。其通过构建完善的三维数据模型，在计算机上进行模拟仿真，对相关数据信息进行处理，使桥梁建设工程信息化发展，有效规避了大多数现实中存在的各种风险和不利因素，这一技术已经成为了桥梁设计行业的必然选择，为桥梁工程提供了安全保障。但由于该体系存在着多个层次，桥梁设计的初级阶段数据需要进行集成，然后层层递进，最终进入信息平台内进行管理。在这一过程中，还会出现累积和更新的问题，技术难度相对较大，导致BIM技术距离普及还有较长的路要走。
2桥梁设计现状
2.1缺乏专业协调
由于桥梁工程的综合程度比较高，整个设计过程复杂。在设计过程中需要考虑到不同专业的设计合理性，确保各专业的协调。而在实际设计中，图纸由不同专业人员进行绘制，导致工程设计无法及时进行协调沟通，还会导致不同专业的设计图纸存在矛盾，增加后续桥梁施工难度。
2.2缺乏安全性设计技术
桥梁工程设计期间，既要确保整体美观性，还应当考虑到桥梁的安全性。当前我国关于桥梁的安全性设计还不够成熟，设计人员仅通过现有设计规范和工程案例，对桥梁结构进行经验设计。且不同桥梁工程所处的环境不同，如果只是按照设计图纸与规范指标，没有考虑到实际因素，将会影响桥梁设计效果。
2.3设计图纸不准确
桥梁工程设计过程中对于构件尺寸、位置及钢筋都需要通过CAD进行人工设计。但由于桥梁工程的结构复杂，且包含多种构件，整个计算量比较大，还会消耗人力物力，极易出现差错。工程设计数据不准确，还会对工程结构性和安全性造成影响。
2.4缺乏后期设计方案
桥梁工程都分布在交通复杂地段，对于设计的要求比较高，同时对施工建设的要求也比较高。现阶段对于桥梁工程来说，必须按照传统先设计后施工的方法。然而在实际施工期间，没有结合具体的施工条件，极易增加后续施工难度。这样不仅会对工程建设进度造成影响，还会增加工程资源浪费与资金消耗。
3桥梁工程设计中BIM技术的应用
3.1参数化建模
在BIM系统中，进行参数化建模需要先建立桥梁骨架线与局部参数化构件，通过对桥梁骨架线和局部参数化构件进行组合，逐步对桥梁模型进行完善。对同一类构件进行参数化的过程中可以使用通用的模板，设置一些可修改的参数，如尺寸与材质等，通过对参数进行修改可快速进行不同构件的建立，这样做节省了很多重复工作的时间，将重心放在桥梁的结构设计，而不是一些辅助设计的重复工作。在实际设计工作中，由于桥梁结构形式以及跨径不同，导致每座桥梁的局部构件都会有所不同，在进行建模工作时需要设计人员对局部参数化构件自行进行绘制。基于这种现象，设计院在使用BIM技术时应建立适用于本公司需求的参数化构件素材库，在使用时只需要进行调取即可，可有效减少工作量。
3.2拟定施工方案
使用BIM技术拟定施工方案，首先需全面掌握桥梁信息，同时做好原料配置及运输、桥梁的结构、跨度、支座等部分的设计工作。其次需深入挖掘BIM技术优势，形成较为全面的施工计划和说明，明确核心的施工技术种类。需注意的是，对于不同种类的支座，使用的施工方式也不同。因此设计人员对于支座部分的设计，应考虑到施工技术实施的便利性，从而形成更具适用性的设计内容。同时使用BIM技术参与桥面铺装、防水及排水、伸缩缝、护栏带等部分的施工方案设计，能够大幅提升桥梁的艺术性，提升桥梁的质量，延长其使用周期。
3.3自动工程量统计
在二维设计时代，CAD平面设计的信息仅是点、线、面等基本的信息，计算机并不能识别出所代表的构件种类。因此，工程量的统计需要人工去进行计算，或者是利用专业的工程量统计软件去重新建模然后进行计算，这样增加了人工成本，也增加了错误出现的概率。并且，若对图纸进行修改，那么与之配套的模型也要作出相应的修改，又要重新进行一次工程量统计，这样十分浪费时间。应用BIM技术，将设计阶段的模型直接导入到所需的配套专业软件中，不仅节省了建模的时间，还减少了犯错误的可能。
3.4结构设计优化及冲突检查
桥梁工程设计人员的任务之一就是对比备选方案，将项目逐步优化到较高水平。但桥梁工程是一个复杂的综合体，大到结构方式，小到构件参数。因此，结构设计优化也是一个耗费精力但却能够显著提高结构方案适用性的必要途径。在BIM中，结构设计优化主要是：
（1）通过三维建模，对项目的几何特征有直观的了解，方便设计人员对其进行优化。
（2）将三维模型导入桥梁专业软件通过专业软件对桥梁分别进行整体分析和局部分析，并将所得结果反馈给设计人员，设计人员基于所反馈的数据对模型结构进行优化。通过Navisworks以及Revit软件中自带的冲突检查功能进行优化，能够检查出桥梁结构设计中不合理的部分，随之生成的碰撞冲突报告。设计人员根据检测报告对模型进行修改，减少模型本身所带的错误。
结束语：通过BIM技术对桥梁工程进行设计与传统设计模式相比，其在便捷性、准确性上有着非常大的优势。但是现阶段也存在一些问题：由于技术上的原因，在使用BIM软件进行三维建模之后，模型数据与有限元计算软件之间不能很好地进行数据转换；某些BIM软件自带的有限元计算模块与桥梁设计中常用的有限元计算软件相比，其计算能力有所不足；目前，国内对BIM技术在桥梁设计中的使用没有出台相关的标准与规范，这些问题都有待解决。
相信随着技术的进步，时代的发展，BIM技术会成为桥梁工程的未来！
参考文献:
[1]李卓灿.基于BIM的桥梁设计方法与应用研究[D].重庆交通大学,2019.
[2]张洋洋.BIM技术在桥梁设计与施工中的应用探索[J].四川水泥,2018,(5):32.
[3]沙名钦.基于BIM技术的桥梁工程参数化建模及二次开发应用研究[D].华东交通大学,2019.