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摘要：本文简要概述了BIM技术的原理与优势，大致介绍了该技术在桥梁工程设计中具有完善设计方案、提高设计质量以及利于技术交底的重大意义，探究了其在索塔设计、主梁设计以及拉索锚固方案设计上的具体应用。
关键词：BIM技术；桥梁工程；工程设计
引言：BIM技术是按照工程项目中涉及的数据信息建立模型。通过应用BIM技术，不仅可以帮助建筑进行信息化提高，加强项目各方的交流，进行项目协调，同时能够支持建筑设计与项目施工，尽量避免设计缺陷，提高建筑工程施工的质量和进度。
1BIM技术概述
BIM技术被称为建筑信息模型，其在美国的建筑业诞生。该技术可以统筹管理建筑的设计，帮助管理施工，做到项目的协同与运营等等。BIM技术将建筑当作完整的工程，应用合理的规划、构筑科学模型以及协调运营等方式，对整体的工程进行细化和量化，再优化建筑施工过程中的各个环节，达到提高工程整体建设质量的目的。目前的BIM技术已经融合了原始的BIM技术的基础，并充分结合了现代化的计算机技术、先进的三维数字技术以及多媒体建模方面的技术，形成了具有数字化、信息化和集成化特点的模型系统。工程师将该技术搭载于计算机上，通过应用专业软件来编辑建筑相关的信息数据，将其数据信息快速转化成可视的2D、3D模型，帮助设计工程方案和管理施工。BIM技术具有可视化、参数化、节省工程成本以及加快工程建设速度的优势。目前，BIM技术已经在发达国家得到广泛的应用和推广。但我国在BIM技术应用方面起步比较晚，对该技术不够深入了解。近年来，虽然在桥梁工程上对该技术进行了应用，但总体来说，该技术的应用仍然处在摸索的阶段。
2BIM技术在桥梁工程设计的意义
2.1完善设计方案
BIM技术被积极应用在桥梁工程之中，可以将工程设计的具体方案可视化，方便进行设计交流。不仅建设方可以了解设计方案，业主方以及施工方都可以通过设计的可视化，探讨设计的可行性，其各自的建议和各自领域中可能会面临的困难都可以得到及时的反馈，从而体现在桥梁的设计方案中，通过提前沟通设计方案，可以在最终的设计方案中积极采取有效的措施来应对施工中和竣工后可能出现的问题，确保最终的设计方案具有科学合理性[1]。
2.2提高设计质量
在桥梁工程的项目中应用BIM技术之后，工程的设计人员可以通过建立模型的方式，更加直观地了解施工方案，从而对其进行科学合理的规划，由于出图模式发生了转变，工程施工的设计图纸可以直接由BIM模型生成，极大地提高了图纸的精细程度。与此同时，BIM技术的广泛应用，使材料的统计更加精准，对于设计中出现的问题做到了有效减少，极大地提高了工程设计的质量。
2.3利于技术交底
桥梁工程中各结构单元都可以利用好BIM技术来进行三维模型的生成，更直观地展现出了施工中会出现的难点以及需要注意的关键部位。通过模拟整个施工过程可以让相关工作人员掌控施工的节点和各个专业在施工过程中需要进行协调的地方，实现施工技术的全面、便捷交底，使设计人员在最终设计中明确出来，呈现最完美的设计方案。
3BIM技术在桥梁设计中的具体应用
桥梁工程相对于其他工程来说属于综合性较强的建设工程，由于其建设的规模相对来说比较大，工程的结构设计较为复杂，同时需要考虑地理环境的因素和实际生产环节，因此BIM技术的应用能够帮助其解决许多设计方面的难题。例如索塔设计、主梁的设计以及拉索锚固方案的设计。
3.1索塔设计
BIM模型是依照桥梁的特点以及现场采集到的数据进行构造的，利用BIM技术模拟参数，再将该参数导入至整体的设计图纸中，对该模型的参数进行精确的计算。计算的主要内容有两种，一种是局部模型计算，另一种是整体的模型计算。在计算之前还可以利用先进的计算机技术，将桥梁的结构进行简化，做到数据传递质量的有效提升并增强数据的互通性。设计总负责人正向设计的时候，需要遵循桥梁结构所具备的特点，将不同的设计任务分发给各个设计人员，其中索塔设计可以完全依靠BIM技术实施。索塔的立面形状是椭圆形，其一共可以分成12个节段，且该节段的布置都处于对称的状态。索塔的截面是五边形的形态。利用BIM技术设置好相应的参数并成功建立出模板，就可以设计出桥塔的复杂的三维造型以及帮助内部肋板实现参数化，保障桥梁的设计质量。正向设计BIM模型可以确保设计的过程中保持着清晰的逻辑，充分提高设计的效率。
3.2主梁的设计
主梁的设计与索塔设计一样，都需要充分利用BIM模型进行。建立桥梁的BIM模型需要综合考虑桥梁总体的结构形式和施工过程中可能会影响结构的各种因素。设计人员利用建模软件来建立出参数库，其中包括了标准梁、承台以及走道板等等桥梁构件，之后再制作出相关视图和明细表的样板，最后依照地质测绘得出的基础数据以及参数库进行BIM模型的最终建立。设计人员能够充分利用建模软件，开发出桥梁上各个部分配筋的模块，指导设计生产钢筋图，帮助计算钢筋数量，快速布置桥梁实体钢筋。在CATIA中利用好参数就可以实现对所有钢箱梁构件的尺寸和位置的约束，规划出钢箱梁的标准阶段。由于BIM技术可以建立出具有全参数化特点的钢箱梁节段的固定模板，让整个主梁实现批量实例化，在进行其他桥梁的建设时，仅仅需要对其对应的参数表格进行更改，则能够改变其三维模型，极大地减少了设计变更所需要的工作量。在设计过程中将梁体的截面全部参数化，利用BIM技术制作出标准的节段，其他形式类似的主梁则可以直接进行应用[2]。
3.3拉索锚固设计
由于拉锁锚固的方式会对索塔的形态造成一定的影响，因此，在进行相关方面的设计时，需要重视拉索锚固的具体方式，设计人员敲定的设计方案，需要兼顾桥梁的美观和实用。在设计锚固方式时，一般首要选取锚箱方案，在选好的方案基础上，搭建三维模型，但是在进行三维模型的分析时，设计人员经常会发现该方案下索塔的内部空间难以满足张拉的需求，因此，大多数时候设计人员会选择耳板方案。一般情况下，耳板的形状需要实施优化，因此，在满足桥梁结构大体需求的基础上需要对耳板的尺寸进行缩减，防止过大的耳板，导致桥梁整体的外观不够美观，在优化桥梁外观的基础上，还可以防止出现拱塔的内部钢板碰撞的问题。耳板的具体形状在桥梁设计时会依照耳板的定位角度调整。首先BIM技术中的部分程序可以进行定位的批量计算，并能够按照其大小排序，选出其中的最大值以及最小值，依据耳板的角度值将设计中的四种不同形式分别进行测试。关联拉索的角度和耳板形状的参数，可以让拉索线与耳板的型号自动进行匹配，不用再利用人工计算进行比较和选择，极大地提高了在耳板设计上的效率。设计人员选取正向设计的方法，构建出拉索体系并将该体系参数化，能够进行调整参数的批量实施，同时还能够调整定位的轴系，改变索塔的位置，自动测算拉索的耳板形状以及锚箱的形状，减轻了设计人员的工作压力。由于桥梁的拉索角度差异较大，其构件的尺寸很难统一，在设计的时候被坡度和弯桥等环境因素影响，三角函数的准确性难以保证，因此可以利用BIM模型，将板件的结构线进行批量提取，将其作为施工的参数。
结论：总而言之，合理地应用BIM技术可以在桥梁工程的设计方面确保施工能够顺利进行，保证了桥梁建设的质量。该技术克服了一般大型工程存在的不足，通过种种方式进行索塔设计、拉索锚固方案设计以及主梁设计，实现了桥梁设计的完善与革新。
参考文献：
[1]张忠磊.基于BIM技术的复杂立交桥协同设计方法[J].中国公路，2020（18）：112-113.
[2]曾琼瑶，郑凯锋，潘伟.BIM在桥梁工程中的应用研究现状及展望[J].四川建筑，2020，40（06）：79-81+84.