基于BIM技术的市政道路桥梁设计探究

发表时间:2021/3/11   来源:《工程建设标准化》2020年23期   作者:刘信骆
[导读] 我国道路建设最近几年随着我国整体经济建设的快速发展而发展迅速
        刘信骆
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        摘要:我国道路建设最近几年随着我国整体经济建设的快速发展而发展迅速。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。
        关键词:BIM技术;市政道路桥梁设计
        引言
        道路建设是我国城市基础设施建设中非常重要的组成部分,最近几年发展非常迅速。市政道路桥梁设计应用BIM技术相结合,通过构建立体的三维模型,提升工程设计水平,降低工程施工成本,确保工程施工质量,实现企业经济效益与社会效益的同步提升。
        1.BIM技术优势
        1.1建筑设计项目可视化,对于建筑行业来说,运用可视化的场景是非常多的,比如说拿到设计师给出的图纸,各个构件用线条和数据的形式呈现在图纸上,而真正的构件形式却需要建筑行业的员工去想象。BIM技术利用可视化将图纸上的线条和数据以一种三维立体实物图展现在人们面前。虽然现在建筑行业也有类似的效果图,但是效果图除了大小、颜色和位置信息之外没有更多可以表现构件的信息,缺乏构件之间的互动和及时反馈。BIM技术是一种构件之间的互动和反馈的过程进行可视化,可视化的结果不仅可以生成设计的效果图和报表,而且更重要的是,对项目整个设计、建造结果、运营模式进行沟通、交流、讨论、决策都在可视化的状态下。2.协同化设计,BIM软件可实现协同化设计,如Dassault软件的VPM与Revit软件的Link功能,能够很好地解决在桥梁设计中不同专业设计人员之间由于沟通不及时所导致的一系列问题。同时,BIM可实现同一桥梁工程的不同专业设计人员使用同样的标准进行设计,还可使每一位设计人员能够第一时间知晓项目的准确信息,相互之间也可及时沟通,减少无效工作,避免不同专业设计人员之间的工作冲突,提高工作效率。3.建筑设计项目模拟化,在设计阶段,BIM可以做模拟实验来模拟一些设计上需要模拟的东西,例如对日照模拟、节能模拟、紧急疏散模拟、热能传导的模拟。模拟性不是单单只模拟出建筑设计的实物模型,更重要的是模拟在真实世界不能操作的事物。在招标和施工过程中根据施工的组织设计进行4D模拟实际施工,以此来确定安排合理的方案进行指导施工。
        2.BIM技术在市政道路桥梁设计中的应用
        2.1立项阶段
        立项阶段在市政道路工程建设中具有十分重要的意义,可以通过BIM技术分析市政道路设计方案的可行性,避免出现设计方案实用性较差,影响工程施工进度的问题。BIM技术被广泛应用于各大领域之中,技术体系逐渐趋于完善,对设计人员的专业水平也随之提升,使用BIM技术对市政工程设计方案可行性进行分析,能够不断完善市政工程设计方案,为市政工程施工提供科学、准确指导。使用BIM技术设计人员能够在立项阶段对可能影响设计方案的各种潜在因素进行分析,制定预防性措施,避免设计方案受到各种主客观条件影响。借用BIM技术,通过对三维立体模型的分析,对市政道路工程设计方案进行论证、计算,实现市政道路工程设计方案的优化。
        2.2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。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。
        2.3施工过程模拟
        施工过程模拟又被称作为BIM4D技术,在施工的过程中,利用BIM技术能够实现对工程全貌的有效模拟,并得出工期、造价相关的数据内容。某些工程施工过程模拟主要基于AutodeskNavisWorks来实现,对各个专业的施工过程进行分析,判断各个专业施工的协调性,以便于对施工图纸、设计方案进行合理调整,并得出相关的预算明细信息。桥梁设计、桥梁施工本身有着密切的关联,在设计阶段,根据施工模拟情况来判断施工方案的合理性有着重要意义,能够解决可能存在的关键性问题。如大型构件吊装、大型构件结构优化等,某些工程因旧桥施工条件会对新桥的施工条件构成影响,对几种不同的方案同时利用BIM技术进行了模拟,最终实现了施工图纸的最优化设计。
        2.4 BIM技术应用于市政桥梁的方面
        道路和桥梁节点板间关系的检查,错综杂乱的节点在实际的施工过程中会造成施工进展麻烦,因为在实际环境情况的节点造型和分布都没有固定的规律,所以在一般的市政桥梁工程中要考虑实际施工的道路与桥梁之间的各个节点板间关系。2.前期设计的可行性,市政桥梁工程由多个领域的专业人员参与,多个参与方只有当达成共识的时候才能保证桥梁工程建设的顺利。应用BIM技术前期设计方案用参数化、数字化、信息化建立三维模型,用三维模拟图形来演示前期设计的效果。而一些方案表面发现不了存在问题,所以很难判断出能否进行实际施工操作,此时,BIM技术将方案模拟化,随着BIM的数据愈精确、细节愈优化就可以使方案中存在的问题明了地呈现在设计人员面前,再对方案改进和完善就能实现方案的可行性。3.设计的校验和冲突检查,设计后期需要对前期的设计方案是否满足现阶段对桥梁建设的标准进行核验,这是一个科学全面的核验,以及对设计方案中存在的问题进行纠正整改。比如说前期设计没有考虑一些管道设计或者是部件的设计不完善产生的碰撞问题都可以在BIM模型中得到完美的解决和优化,避免实际施工的矛盾问题。
        2.5场地规划设计方面
        在市政道路桥梁设计中,场地规划是一项尤为重要的内容,直接决定工程施工质量的好坏,应引起设计人员的重视。传统的市政道路设计场地规划主要是依靠人工进行土地测量,得出的数据精准度较低,影响市政道路工程施工质量。使用BIM技术能够极大的提升工程场地划分、测量的精准度,是确保市政道路工程质量的重要保障。应用BIM技术进行市政工程场地划分,能够将较为抽象的平面图形,以立体、可视的形式展现出来,设计人员能够清楚的对工程各个部分的场地划分具有直观、清晰的认知。有利于设计人员提出合理设计与布置场地,优化市政工程设计方案,避免出现多次设计方案的修改,从一定程度上降低工程施工成本,提升企业经济效益。
        结语
        随着我国的基础设计建设逐步完善,我国建筑行业的主要目标将是道路桥梁的建设,这也将是我国经济发展的重要引擎和重要支撑。引进使用BIM技术会有效提高市政道路与桥梁设计的整体施工管理质量,高效地解决道路与桥梁工作在施工过程中的问题,为我国的建筑项目工程管理行业起到一定的帮助作用。
        参考文献
        [1]李喜文,张耀斌.简析BIM理念在市政工程设计中的应用探讨以及BIM的重要性[J].中国科技投资,2017(30):35.
        [2]宋文杰.BIM技术在市政道路设计中的应用分析[J].建设科技,2017(21):55-55.
        [3]张哲,栾世红.基于BIM技术的市政道路设计研究[J].住宅与房地产,2017(15):267.
       
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