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BIM应用于市政桥梁设计的实践分析张欣

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年5期3月上作者：张欣

[导读] 随着经济的发展，道路桥梁施工工程也在逐渐增多，而传统桥梁建设是先通过CAD技术制作道路桥梁的施工二维图纸，再利用软件转换成为三维图纸，再提供与施工技术人员参考。

身份证：370982****12224381 张欣山东泰安

摘要：随着经济的发展，道路桥梁施工工程也在逐渐增多，而传统桥梁建设是先通过CAD技术制作道路桥梁的施工二维图纸，再利用软件转换成为三维图纸，再提供与施工技术人员参考。其过程存在一定的复杂性，也存在着一定的弊端，如CAD技术人员若出现制图错误往往会使三维成图出现错误，而三维成图也存在不可逆性质，以上问题的所在往往使道路桥梁在设计建设中出现较多的问题。BIM技术可以在一定程度上改善当前道路桥梁设计中及实践中所产生的问题。
关键词：市政桥梁；BIM技术；研究实践
引言
        在经济快速发展过程中，相应增加了桥梁工程数量。桥梁工程会受到多方面影响，尤其是自然环境的影响，当处于恶劣天气时，会使桥梁受到不同程度损害。此外，地质灾害与人为操作也会对桥梁结构造成破坏影响，降低桥梁安全性能，甚至还会使桥梁出现坍塌事故，严重威胁行人的生命财产安全。基于以上方面，必须注重公路桥梁设计问题，确保整个施工建设的稳定有序开展。通过应用BIM技术可以改善桥梁设计与实践问题。传统桥梁工程建设采用CAD技术制作二维图纸，通过专用软件转化为三维图纸，为技术人员提供参考。
        1BIM基本概念及发展现状
        1.1BIM基本概念
        BIM从本质上讲是一种特殊的工作方式，在智能化系统逐渐被开发的今天，将智能化系统和三维模型进行一定的结合，就形成了BIM这种三维模型智能化的工作方式。在桥梁设计的研究和实践中，BIM由于其能将三维模型和智能相结合的特点，使人们在研究和设计桥梁的结构上更加的方便快捷，得心应手。建筑信息建模管理是BIM的主要含义，即使建设项目的物理功能即特殊性以数字形式描述出来，这是一种有别于传统技术的新型技术。其目标是使项目在成立之初便开始数据的建立，再到项目的设计、施工、维护等，一直到项目结束及最终拆除的一个全面的周期性质的数据库建设。数据库的形成也可以提供与相关人员进行参考。BIM技术也被认为是继CAD技术的又一项革新技术。从建筑行业的总体发展观点来说，其不仅能够促进建筑行业向信息化潮流发展，也能够提高建筑工程的信息化密集程度。
        1.2BIM国内外发展现状
        1.21国外的BIM现状
        BIM是美国最先应用的技术，现在其在美国北部的应用已趋于过半。同时根据核实相关资料得知当前美国北部地区使用BIM技术比前些年大概增加了百分之七十五左右。另外，根据核查资料BIM技术也应发明于美国，在2003年时美国相关部门就提出了国家3D-4D-BIM计划；在2006年时美国联邦陆军工程兵团推出了一份15年的BIM路线规划图。此外，当前美国的相关学术机构也在致力于BIM的发展研究中，通过以上信息充分表明BIM技术在美国被重视的程度。还有，BIM技术当前也被欧洲等国家所重视，也的到相关国家的技术人员的认可并应用；在亚洲日本等发达国家也对BIM技术十分感兴趣，并也应用到实践中。
        1.22国内的BIM现状
        根据相关BIM技术的应用调研数据可以总结如下：首先，国内的BIM技术传入较晚，目前并为得到普及的阶段而是刚好处于BIM资料及信息的普及过程中。其次，在调研过程中了解到，相关业界人士对BIM技术还是知道的但并不详细，也为进行过实际应用。最后，根据现实存在的现状可以总结，在我国建筑行业中，BIM技术的应用仍处于初级阶段，并没有相关完善的BIM系统及技术进行可供参考。
        2.BIM技术的基本特征
        2.1可视化
        BIM技术具有较强的可视性，通过建立三维立体模型，可对桥梁工程结构进行充分展现，在实际工程构建前看到桥梁建成效果，实现设计可行性分析。BIM技术的设计精度比较高，可以从桥梁设计的全生命周期进行管理，提升了管理的针对性，对于可能出现的问题，能够利用BIM技术的可视性及时发现并解决，可以及时解决管线设计冲突等模型中存在的问题，对桥梁工程多方面参数进行管理与控制。BIM技术的可视化特征，对于提升桥梁设计的水平具有十分重要的作用，可以提升桥梁设计的可行性，减小维修概率。

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        2.2协同性
        BIM技术还具有协调性能，对于工程的各个环节，相关部门要协调施工进程，让整体施工内容能够完美衔接，实现多个环节协同合作，相互配合。由于工程安装施工相较于其他工程类项目更加复杂，整体的施工周期相对较长，一般建筑工程的施工环节需要多个部门的沟通配合，因此要注重多个部门的沟通交流，充分发挥其协调性，使得施工顺利进行。而BIM技术的应用和引进很好的实现了以上性能，能够及时准确的为施工单位提供地安装所需数据，实现信息的共享，以便从跟本上提高工程施工质量。
        2.3信息全面性
        利用BIM技术，施工单位能够构建建筑信息模型，建立相关的数据库，进而为施工人员提供更多的信息，例如，各个产品的型号、规格等等。BIM技术可以对有关信息进行集中管控与辨识，工作人员录入有关信息，便可以查询有关资料，从而大幅提升施工成效。
        3BIM技术在桥梁设计中的应用
        3.1前期设计
        桥梁建设并不是独立建设工程，一般建设桥梁的工程队伍也相对较复杂，而要使BIM技术应用得到充分的发挥与每一个工程队伍形成相互合作关系是必要的，而最为重要的就是要对工程队伍的建设目的进行了解及对建设中需要的需求进行了解以使BIM技术参与到施工建设中。桥梁的前期设计也是BIM技术应用的最为重要的阶段，比如前期设计中需要多种的选择与对比，BIM技术可以提供较为合理的选择参考，以使设计满足桥梁建设的需要。基于BIM三维技术构架使桥梁在未建设之前形成桥梁的模拟三维立体图，不仅可以提供设计人员更为直观的桥梁预期建设，也能使相关管理人员对桥梁的设计进行提出建议及要求，从而使建设者及管理人员都能够对桥梁的设计满意。例如，某市迎宾大道改造工程采用了BIM技术参与到桥梁的改造建设中，并启用了BIM技术构架下的三维成型技术，通过三维模型的建立可以使相关改造工程人员对改造设计进行多方面了解，也能够根据施工需求对设计进行提出改善，从而使设计施工都能够符合实际。
        3.2后期设计
        在桥梁工程的后期设计阶段使用BIM技术，主要是为了对前期桥梁设计图纸进行校对，看其是否满足实际需求。这主要是因为桥梁的建设对于各项参数的要求较高，为了能够保障设计施工完成后桥梁的质量，应当利用BIM技术建立相应的桥梁模型，然后对该模型的设计结果进行测试，如果发现设计存在问题则需要对其进行及时调整。还以昆仑大道互通节点为例，以前期设计图纸为基础进行三维模型的建立，其在桥梁的各项参数上没有任何问题，但是经过模拟实际应用，发现该互通节点高架桥存在碰撞的风险，需要对相关参数进行修改。
        3.3做好施工控制和监测工作
        桥梁工程是我国的重点建筑工程，但是其中涉及到复杂的技术，风险也较大，为了更大限度的保证安全会采用BIM技术对整个施工过程和现场进行模型，并从其中探索出降低风险和节省成本的可能，需要对特定结构的施工进行严格的检测，寻找其中可能存在的问题，并用BIM模型进行分析，将其与设计模型进行比较，发现其中存在的差距，对于构件的制造尺寸、施工位移等进行及时的调整，以确保施工阶段的安全。
        结语
        综上所述，市政桥梁建设是为了使城市交通更为通畅，也是为人们的出行方便做保障。但在传统的市政桥梁建设中往往要进行先前的设计，即CAD制图设计，并根据CAD二维图纸转换三维图纸，而转换效率与制图效率往往得不到保障，一但某个环节出现问题便会影响工程的建设。BIM技术的引用可以较为有效的避免以上问题，但我国BIM技术仍未普及，所以相关工程在保障施工的前提下可以进行稍作尝试并根据使用情况进行推广，以促进BIM技术广泛服务于建筑行业。
参考文献：
[1]王吉文，夏枫.BIM技术在桥梁设计中的应用研究[J].城市道桥与防洪，2017（10）.
[2]孔纯杰.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].城市建设理论研究（电子版），2016（36）：101-102.
[3]邱蒙，孙旭，贾莉浩.BIM在市政道路设计中的应用探索[J].城市道桥与防洪，2017（4）：230-232.