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摘要：路桥项目的高质量建设在整个运输行业中都很重要，路桥项目在运输设施中占据着最重要的位置，项目质量对整个交通网都有重要影响。设计水平决定着未来项目的质量，在公路桥梁项目的早期阶段，需要非常注意初始设计工作，并避免在项目使用期间出现不良情况。在设计道路桥梁项目时，必须考虑项目的实施环境，环境条件和使用目的，并满足该项目的所有需求。基于此，该文分析了BIM技术在公路桥梁设计阶段的应用，并总结了BIM技术应用的价值和重要性。
关键词：BIM技术；市政道路桥梁；设计
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。因此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，确保设计方案的可行性具有重要的作用。
1BIM技术的发展历史与现状
早在1975年，查理•伊斯特曼提出的建筑描述系统被认为是BIM技术（建筑信息化模型）的前身，即通过数据转换在三维建筑信息模型与二维平面图纸之间建立关联，从而得到相应的三视图与轴测图，在进行图纸修改时只需要在三维模型中进行操作，二维平面图纸就会同步自动更新。
BIM技术对工程项目的全过程进行模拟，而项目的不同参与方在项目的不同阶段可使用同一模型对各自参与的阶段进行计算、模拟、协同工作。随着近些年计算机技术的飞速发展，硬件与软件水平大幅提高，BIM技术在建筑领域内得到了更多的重视，应用面愈发广泛。
2004年BIM理念首次被引入中国，2010年开始在建筑工程领域快速发展。BIM技术在国内最开始主要使用在建筑工程中，如上海世博会的部分场馆以及上海中心大厦等工程，在公路项目上首次应用BIM技术是在高速的建设中。BIM技术的应用建立在强大的硬件与软件系统基础上，由于国内对BIM技术研究起步较国外晚，没有成熟的核心软件系统，所以目前所使用的BIM软件均为从国外引进，常用的软件有四种，其中Dassault公司的CATIA软件以其在曲线、曲面以及空间结构设计能力方面的巨大优势以及可与有限元计算软件无缝对接的特点，比其他的产品更适用于桥梁设计工作。
2BIM技术在桥梁工程设计阶段的价值表现
（1）能够实现方案的可视化交流，设计方能够和业主方实现全面的交流汇报、对接。
（2）能够全面提高设计质量，根据建模的精度，能够从宏观、微观两个层面细化设计方案，并在统计材料消耗的基础上来对结构进行有效优化，以达到减少设计问题，提高设计质量的现实目的。
（3）能够在设计阶段实现合理的施工模拟，基于施工项目的4D施工模拟，可揭示工程中各个专业交叉作业的实际情况，并可为后期的施工交底奠定坚实的基础，从而达到优化施工图纸，提高建设效率的作用。在本工程中，新桥、旧桥的协调关系是设计阶段所需要考虑的主要因素之一，因此该阶段的施工模拟也极为关键，经过对比分析，解决了旧桥、新桥的交叉作业设计，为工程后期的建设奠定了坚实的基础。
（4）能够有效控制工程造价，基于BIM模型的材料计算比基于CAD材料计算更为准确，因多数工作都由计算机，所以有利于在设计阶段就得出工程的造价明细，然后设计工作人员可根据工程项目建设需求对设计方案进一步优化。
（5）BIM技术能够为设计全周期提供支持，从项目立项到交付设计，BIM技术不仅仅能够提高设计效率、质量，更重要的是保证设计工作人员在设计阶段掌握桥梁工程的所有信息内容，从而为业主方提供完善的服务，以便于设计方增加设计服务的潜在增加值，并能且BIM技术还能够为设计方的工程咨询服务提供可靠支持。
3BIM技术在桥梁设计中的应用
3.1根据2D图纸构建BIM模型
根据本工程的基础结构，判断本工程BIM建模表现出两个方面的特征：一方面是BIM建模的精度要求相对较高，需要精确到钢筋的具体分布；另一方面BIM建模需要考虑到在施工阶段的应用，模型中需要涵盖新桥模型、旧桥模型。在建模的过程中，应用参数化结构族库，根据工程CAD图纸确定相关的视图样板以及明细参数，根据测绘报告、地质勘查报告、线路报告等基础数据，设计工作人员利用Autodesk Revit，完善BIM模型，同时建立工程附近环境、公路模型，在Autodesk Revit中涵盖桥梁标准梁、承台、走道板、桥梁标识等内容，基于Autodesk Revit的API接口，设计工作人员还可进一步细化桥梁构件的参数化钢筋配置，为每一块桥梁构件都配置相应的实体钢筋结构模型，以便施工指导以及后期的钢筋统计或钢筋结构的有效优化。
3.2桥梁模型计算
在桥梁设计工作中，对结构强度、刚度与稳定性进行验算是一项重要的工作，而对局部构件的验算也是不容忽视的。在进行桥梁模型验算时，首要工作是对其真实受力状态进行处理，使其状态可以使用有限元软件进行模拟，在此条件下，进行参数化建模时所使用的数据并不适用。目前使用的部分BIM软件中有自带的有限元分析模块，但是与桥梁模型计算时经常采用的MidasCivil软件相比，在进行结构强度、刚度与稳定性方面有所不足，因此如何将BIM软件与有限元分析软件有机地结合起来是BIM软件未来的重要发展方向。
3.3输出二维图纸
在传统的桥梁设计工作中，交付设计成果普遍采用二维平面图，对一些特殊桥梁会采用二维平面图为主、三维模型为辅的形式。而随着工程建设规模扩大，桥梁结构日益复杂的现状，采用BIM软件在进行二维图纸的出图工作时表现出极大的优势。设计人员通过在BIM软件中对三维模型进行二维平面出图，可达到自动出图的目的，从而缩短工作时间、提高效率。同时在进行图纸修改时，与二维图纸“牵一发而动全身”的情况相比，设计人员只需在三维模型中进行修改便可对二维图纸进行更新，大幅减少工作量。而且在现阶段，通过使用BIM软件对施工过程进行模拟，可提前发现由于图纸设计原因导致在施工过程中产生的一些问题，避免出现设计变更，减少设计人员在后期技术服务期间花费的时间。
3.4碰撞检查优化
在传统的桥梁设计中，多是不同专业的设计人员通过比对CAD图纸来实现碰撞检查，如果设计人员的沟通交流不协调，存在碰撞问题未得到有效揭示，在施工过程中就会因为变更，导致造价、工期等要素受到严重影响。冲突检查对于造价控制以及设计质量的提升有着极其重要的现实意义，在设计阶段，应用BIM技术实现有效的碰撞检查极其重要。本工程在设计阶段，通过应用BIM技术来揭示图纸错误，检查各个专业管线的碰撞情况、旧桥和新桥的碰撞情况，并得出各个工作面的材料消耗量。
结语
BIM技术已经在世界范围内普遍使用，且应用范围广泛。综上所述，BIM技术作为新时代建筑行业的重要技术方法之一，对于桥梁工程建设有着重要的促进作用，广大从业者应对BIM技术的应用方法、应用价值有足够的了解，并在实践中探寻更高效的BIM建模方法，从而为桥梁工程建设奠定坚实的基础。
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