BIM在道路桥梁设计优化中的实践探究

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月8期   作者:蒋定国
[导读] 在经济不断发展的时代背景下,我国道路桥梁建设行业迎来了飞速发展时期

         摘要:在经济不断发展的时代背景下,我国道路桥梁建设行业迎来了飞速发展时期,成为公共基础设施中的重要部分。在人们生活质量不断提高的同时,对基础设施又提出了更高的要求。要想保证道路桥梁具备较高的质量,就必须对设计环节提高重视程度。在道路桥梁设计中应用BIM技术,可以优化设计方案,为施工、运行以及维修等阶段的工作奠定基础。基于此,本文概述了BIM技术,介绍了基于BIM技术的道路桥梁设计要点,分析了BIM技术在道路桥梁设计优化中的具体应用。
         关键词:BIM技术;道路桥梁设计;应用;措施
引言
         随着时代的不断发展,人们在建筑行业的工程设计中越来越重视设计的高效性,这就要求设计人员在工作中不断创新,提升技术水平。对于BIM技术而言,它只有结合道路桥梁工程实践,才能真正发挥功效。在道路桥梁的设计中,BIM技术的应用已经非常广泛,其主要是基于道路桥梁设计的实际需求引入BIM技术,提升道路桥梁的设计、施工、运行以及后期维护等工作的效率。
1  BIM技术概述
         BIM技术可以在数字技术的支持下构建道路桥梁的结构模型,进行道路桥梁结构各个节点的动态设计和分析,进而实现模块化、系统化以及精细化的方案设计,并且使设计成果可视化。因此,通过BIM技术,可以实现市政道路桥梁项目建设的信息化以及智能化发展。
         在BIM技术的支持下,可以对桥梁项目的设计模式、进度以及成本等内容进行分析与控制,进而充分了解项目的具体状况,使设计人员根据实际状况进行调整,提高方案设计的合理性。
         同时,在BIM技术的支持下,道路桥梁设计不仅改变了传统的设计方式与手段,并且做到了业务以及流程的创新发展,实现了整个工程项目的精细化和协调化管理,有效提升了工程质量。
2道路桥梁设计原则
         道路桥梁在进行设计时,应遵守一定的原则。首先,道路桥梁在设计的过程中,应以国家现行的设计规范以及行业技术标准作为依据,使用现代设计方法,在保证安全的前提下,进行合理化创新,优化结构设计,为节省资金。桥梁设计方案除了考虑安全外,还应该节约资源,就地取材,减少对当地环境的破坏。现在是智能时代,道路桥梁设计也应尽可能实行智能化设计,引入 BIM等可视化设计手段,加强计算软件的智能化和计算准确性验证;选择技术成熟可靠的结构与材料,使用新型设备加强施工质量;施工人员还应明晰当地的水文、气候以及地质状况,对于施工中出现的问题及时解决,可能出现的安全问题尽可能调整或规避风险,减少因为施工而产生的误差,秉持安全第一的原则;道路桥梁设计人员也应提高自身的专业技能,学习国外先进的设计方法,适当创新的设计理念,提高我国道路桥梁设计水准,做出质量好、安全性高、易于使用的道路桥梁,为祖国基础设施建设的开展贡献力量。
3道路桥梁工程设计要点分析
         当前我国道路桥梁设计要点,主要可以围绕以下几点进行:
         第一,为了减少道路桥梁后期安全事故的出现,在实际项目设计环节时,工作人员必须围绕桥梁线性安全为出发点。过去设计工作,大多数的设计人员为了简化施工过程,忽视桥梁实际长度的情况下,通常采取的是直线性的布线形式,为后期道路桥梁使用增加了安全隐患。通过实际调查发现,一般经济较发达的地区随处可见长距离的直线型桥梁,但是像农村山区偏远的地区,超短的直线急弯桥梁普遍较多,这在一定程度上为后期出行居民的安全带来了威胁。
         第二,随着经济等方面的不断发展,我国道路桥梁建设数量以及规模不断扩大,为了提高项目后期使用中的稳定性以及安全性,设计过程必须对路桥平曲线方面提高认识。从某种程度上来说,大多数的路桥安全问题都与平曲线半径之间有着直接的关系,一般情况下,小半径曲线内往往安全问题较多。如果路桥设计时速为100.0km/h,设计人员将项目平曲线半径控制在2000.0m范围,那么其安全问题出现的概率就会呈现上升趋势。基于此,在实际项目设计环节中,将该取值作为曲线半径的安全下限,同时其他道路则以设计时速按照相应比例计算合理的取值标准。
         第三,实际的路桥设计工作,应该提高对施工方案安全性的认识。通过对以往安全事故发生现象调查发现,在设计桥梁直线距离时,不应超过以车辆计算形成速度70s的长度距离在桥梁的平面设计中桥梁的直线段长度,在较长距离的道路桥梁项目当中,随着驾驶人员不断增加的车速,长期行车会使人感到疲劳,极大增加了安全事故的发生率。总之,行车人员的生命安全与路桥设计直线长度之间有着不可分割的关系,基于交通安全视角下,设计人员必须围绕实际项目建设情况,合理的确定路桥长度的范围。
4  BIM在道路桥梁工程设计中的应用
         BIM技术在进行道路桥梁施工的过程中主要是通过以下三个步骤实施。首先是初步设计,其次是技术设计,最后就是对施工方案进行设计。一般来说,在建筑的过程中,对建筑进行模型设计需要通过建模以及动画等不同的技术,模型设计对于建筑信息的具体判断具有极为重要的意义。


4.1快速建模
         对道路桥梁进行设计的过程中,需要按照道路桥梁本身具有的结构,对道路桥梁进行BIM技术建模。Revit软件是目前主流的、应用较多的道路桥梁BIM建模软件。根据道路桥梁各构件的特点,结合Revit软件族功能,可以找到适用于制作道路桥梁BIM构件的族样板。由于这一软件被普遍应用于建筑行业中,大部分国际化的先进工程都会应用到该软件,因此很多设计师会将自己制作的族进行免费的分享。道路桥梁的具体结构中,很多构建信息都具有其特殊的数据模型,通过参数的不同,可以将这些数据信息迅速地放置在3D模型中。
4.2模型计算
         道路桥梁模型在进行计算的过程中,工作人员需要对模型整体进行相关的计算,同时对于模型的局部也要有一定的分析。在设计的过程中,需要对道路桥梁有一个全面的模型建设。在计算的时候,按照数据模型里面提供的一些相关的数据信息,可以使得道路桥梁的整体计算更加准确,同时道路桥梁工程计算是有其特殊性质的,在计算的过程中一定要注意给予道路桥梁结构一定的简化,之后再进行计算。而在计算的时候,需要确定计算机的能力,道路桥梁构建之间如果具备足够的关联,那么数据信息的传递的时候就更容易准确而成功,使建模效率提升。
4.3图纸输出
         目前我国在道路桥梁工程方面的设计,主要是为了能够让图纸被施工单位所认可,同时也能够实施在实际的工程中。因此在进行道路桥梁工程建设的时候,无论是生产还是管理,和图纸都有密不可分的关系。目前的技术仍然比较落后,而这样比较落后的方式让BIM技术在发展的过程中受到了不小的阻力。道路桥梁工程在我国有一个漫长的发展经历,不仅需要负责人们的通行,同时对其美观也有很高的要求,如果能够合理地使用3D建模技术,那么完成以上两方面内容就是比较容易的事情。
4.4协同设计
         通过BIM技术的应用,有助于协同设计的实现,该技术有助于设计者之间的沟通,减少设计工作中冲突与摩擦的产生,还可使项目全生命周期的质量与效率得以提升。此外,还可搭建Clound-BIM信息化平台,借助该平台实现多方的集中商讨与设计,利用BIM信息技术模式,有效规避重复建模情况发生,使设计效率与质量得到切实保障,真正实现简约高效的协同设计。在桥梁工程中,由于结构设计自身较为复杂,设计难度较大,更应在BIM技术的支持下进行协同设计,使设计工作更加规范合理。
4.5工程量统计
         在传统的道路桥梁工程建设过程中,道路桥梁工程的设计情况一般来说和图纸是分不开的。但是平面的图纸只能表现点线面之间的基本信息,难以像目前先进的软件那样,直接计算出在道路桥梁施工过程中所包含的所有的构建数据。所以,传统的设计方法需要花费大量的时间和人力对于构建的信息全面进行科学的计算,特别是对于工程量进行全面统计,不但会耗费人力、物力,还有可能会出现一些数据偏差,而这样的偏差一旦出现很难进行校对,甚至会导致严重的后果。目前科技不断发展,人们使用先进的软件进行有关计算,而这些计算都是建立在模型基础上的,可是如果因为一些不可逆的原因使得设计出现了变更,那么就需要专业人员对模型进一步补充和修改,这时候就很容易出现数据跟不上施工的进度的情况,工程量也会因此无法完成,工程的效率得不到提升。
         随着科技的发展,BIM技术在道路桥梁建设的过程中不断得到了广泛的应用。目前,设计师可以把工程建设过程中所有产生的信息,有效地储存在建筑的模型中,而这些信息是可以使用先进的互联网技术储存和读取的,有关人员可以有效、快速得到道路桥梁工程中构建的具体情况,并且可以对这些数据进行统计和分析,不但可以缩短使用的时间,同时也可以缩减因为人为工作而造成的一些错误和偏差。不仅如此,如果因为一些不可逆的原因而导致设计出现改变的时候,就可以直接使用先进的技术,让工程量也随之出现一定的转变,使整个工程不会被影响。使用BIM技术得出的有关工程量的具体数据,可以有效地应用在不同的道路桥梁建筑方案中,让道路桥梁在建筑过程中能够全面的估算出即将使用的资金成本,然后对不同的方案进行资金对比,从而使得建筑方能够获得更加性价比更高的方案,之后就可以将这些工程量和施工完成之后的工程量进行全面对比。
5结束语
         综上所述,随着建筑行业的不断发展,BIM技术的地位不断提升,将其应用到道路桥梁工程设计之中,有助于获取更多真实可靠的相关信息,为设计人员的方案制定提供有力的数据参考。通过BIM技术进行道路桥梁设计分析,可以利用信息化的方式进行三维模型构建,实现一体化的管理以及道路桥梁结构、设备以及管线的模型同步管理,从根本上提升了道路桥梁工程的设计质量,为城市建设发展提供了技术支持。
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