朱新安
（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司合肥分公司，安徽合肥 230001）
摘要：从某景区的景观桥出发，初步阐述了BIM技术在桥梁设计细部构造等方面的方案比较，帮助设计工作人员迅速、精确的作出设计。通过BIM模型，进行可视化研究，降低设计难度，继而给景观桥梁的 BIM 设计和应用提供一定的基础资料和经验。
关键词：BIM 技术；景观桥梁；设计应用
随着城市发展需求的增加，人们的需求已不仅仅局限于衣食住行，对于精神层面的渴望和追求也日渐增大。包括追求舒适优美的生活环境，高质量的生活状态等。基于此，在园区的景观建造当中，桥梁的造型和设计也愈来愈受到人们的重视。目前就现代桥梁来说，仅具备相关功能作用是不够的，其桥梁本身跨度的大小，桥身形状展现力的强弱，桥梁尺度的大小和精确，都给市区或环境景观带来较大的影响。不同于以往，现在的桥梁不单单是纯粹的交通设施，更可以说是彰显文化的载体，是城市中一道道亮丽的风景。
因为同时具备着建筑设计的人文性和桥梁设计的工程性，景观桥梁建造的设计体现和思路肯定会遭受到人们观点看法的影响。同时景观桥梁的设计和造型也越来越繁琐，对于桥梁的构思设计和开工建造都提出了非常高的标准。在桥梁的设计构造中使用BIM技术可以比较好的满足该层面的需要，一方面，BIM技术利用具有较高准确度的三维信息模型替换了旧有的二维制图，此做法能够高速度的递送建设讯息；另一方面，BIM技术是以虚设模拟的三维数字平台的基础上建立的，对于参与建造的各个方面的管理和交流都非常有帮助，以规避桥梁建造过程中相关信息递送的不对称。
一、桥梁建造概况
以某景区内的一座景观桥为例，桥梁的跨径长度为 35 m的拱桥，桥宽为8 m，桥梁连接景区内的两个广场，桥梁自身既起到联系作用，也为景区增添了观赏的风景。拱肋采取了向内倾斜 25°的设计，构成了美丽的空间三维式弧线，从视觉上来说给人们一种强烈的张力之感。桥的拱肋上面具有钢式立柱，钢立柱在三维拱肋之上非常有秩序的排列着，每个钢立柱的尺寸大小和高矮程度都不相同，给人们带来了非常强的视觉上面的冲击，但同样的这也带来了桥梁设计建造的极重的工作任务，使用旧有的二维建造设计早就不能达到此次桥梁设计的标准，基于此，桥梁的建造设计上创意性的加入了三维正向的设计想法，对桥的拱肋、钢立柱和桥面都使用了三维设计，这样一来比较好的达到了桥梁设计及工程实施的要求，给该桥梁的成功建造立下了非常好的基础。在设计此座桥梁的过程中使用了 BIM 技术，一方面具备了三维可见化的三维设计效果，另一方面，能够利用三维方法实现桥梁的建造设计，较好地确保设计质量。通过利用BIM模型，该桥梁的建造在设计全称都是清晰可见的，帮助桥梁建造的整个过程中所需要的讨论、交流与决策都是在可见的环境氛围下展开，以此提升了桥梁建造的速度，确保了相关信息传送的及时性和相同性。
二、BIM模型建立的过程
（一）拱肋
此次桥梁的主要受力构造是拱肋，综合景观效果、桥梁受力等方面，本次拱肋进行了向里倾斜25°的处理，拱肋倾斜25°后产生了提篮拱的美丽造型，带给人们坚挺有力量的视觉冲击，利用三维软件，先后建造出内拱肋的轴线、断面、拱肋，然后对拱肋展开旋转25°的操作，故而产生一片呈倾斜状的拱肋，然后利用平面展开镜像处理，产生另外的呈倾斜状的拱肋，最后产生两片向内倾斜的拱肋。
1 拱轴线
通过二次抛物线来拟设一个拱轴线，然后通过计算获得拱肋常载下的拱轴力和弯曲距离，计算得到拱肋的轴力偏心距，把原来的拱肋节点的坐标利用此偏心距展开调整，通过多次的迭代收敛之后把最新的坐标带入到 BIM模型中，最终获得拱轴线模型。
2 断面的形式
因为拱肋是桥梁的重要的受力构造，在整个桥梁景观中占据的比例比较大，所以拱肋的轮廓和断面的设计非常重要。在此次桥梁的设计当中，对圆形、方形两种断面形式使用三维技术进行了比较，依据效果图，最后决定使用圆形断面。
3 拱肋内倾角度和直径
结合拱肋受力、整体景观效果和桥梁细小部分构造等因素，对拱肋内倾角度的大小进行了比较和选择，利用BIM模型，将不同角度下的拱肋效果图直观、生动的展示出来，最终将拱肋倾斜角度设为25°。关于直径，此次拱肋的直径设计为 0.6 m，该数值的设置是结合拱肋承受力计算、加工制造过程、经济成本、景观等因素，利用BIM 技术，对各类直径的拱肋展开直观的空间可视化对比、选择，终于确定了从经济性能和景观效果方面都最优的直径数值。BIM 技术在帮助选择拱肋直径的过程中表现的直观、生动的效果图是以往的二维设计不能展现出来的。同时，BIM 技术也容易帮助我们监视问题，尽早的发现、整改问题，奠定接下来设计建造的基础，节约时间和成本。
（二）拱上立柱
桥梁的拱上立柱在桥面板的支持上面起着非常重要的作用，并且把桥梁表面的负荷传送到桥拱的上面，然后利用拱肋将力量递送到两侧的桥台上去，最终通过桥台面递送到基础上面去。在进行构思的时候发现：因为拱肋的空间倾斜造型，导致各个拱上立柱高度和下边的宽度均不尽相同，以此对拱上立柱的设计来说难度较大，该情况下，使用旧有的二维设计是非常难达到效果的，但使用三维软件可以达到精确设计拱上立柱结构的效果。在设计拱桥过程中，常常需要比较选择立柱断面的形式，本次桥梁设计建造中利用了BIM的可见化这一特点，生动、直观、方便、迅速的对工字型、长方形、圆形三种形式展开了演示比较和选择，让参加该桥梁建造项目的各个单位都能够参与到景观桥梁的效果设计当中，收获的非常可观的社会效益。
（三）桥面系
桥梁的桥面系设计构造通常有支座、铺装、桥面板的
设计。此次支座使用的材料为橡胶；桥面板使用的是钢筋混凝土结构，桥面板的两头的限位是利用焊接于立柱上面的钢型挡块实现的；铺装注重同四周道路展开较好的衔接，构成整体的铺装效果。
（四）节点处理
景观桥梁的承受力度比较繁琐复杂，其中许多节点构造都是首次在工程上使用，整体节点的处理是不是适当会对整体桥梁的受力产生较大的影响。以前都是利用二维技术开展的层面绘图对节点设计进行处理，在处理一些节点设计时都是进行二维层面的绘图，进行的三维设计也仅仅是依靠工程师的空间想象能力，导致设计的效果不佳，甚至会有想象力盲区出现，给设计带来一些隐藏的危险。在此次设计中，使用三维可见化技术对相关节点的地方展开设计，设计效果直观可见，极大的提升了设计的速度，减少了出现错误的机率，是非常好的一次实践。
（五）与周边场地的协调
BIM 技术的还具有的一个优点是，可以实现桥梁及桥梁四周环境场地结合在一个空间展开效果观察，并且可以为实现桥梁和四周环境场地的较好的标高衔接、道路纵坡的衔接等提供技术层面的帮助。
三结语
当前，随着技术的不断进步和发展，旧有的桥梁设计模式的改变已然发生，突破旧有模式的“BIM+设计”模式悄然兴起，且逐步发展。本文以某景区的桥梁设计为例，展示了BIM+设计模式如何运用于景观桥梁的辅助设计过程，给景观桥梁的 BIM 设计和应用提供一定的基础资料和经验。但是要想实现BIM 技术成熟的使用于景观桥梁的设计当中仍然存在着许多问题需要去探索和克服。
参考文献：
[1]张泽, 刘军. BIM技术在景观桥梁设计中的应用[J]. 城市道桥与防洪, 2019, No.248(12):20+207-209.
[2] 胡杰. BIM技术在桥梁施工设计中的应用探索[J]. 铁路技术创新，2014（2）：63-67.
[3] 徐卫国.参数化设计与算法生形[J].世界建筑，2011（6）：110-111.
作者简介：朱新安（1989-），男，汉族，安徽宿州人，硕士，桥梁工程师，从事桥梁设计工作。