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BIM技术在桥梁设计中的应用姚恩卓

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：姚恩卓

[导读] 在工程建筑中，桥梁占有相当重要的地位，它也是人文景观的重要体现，桥梁工程可以更好地舒缓城市交通，凸显出城市的人文水平以及经济水准。BIM是近几年各大建设部门兴起的先进建模技术，短时间内便推广到了各大高校以及实际工程部门之中。

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摘要：在工程建筑中，桥梁占有相当重要的地位，它也是人文景观的重要体现，桥梁工程可以更好地舒缓城市交通，凸显出城市的人文水平以及经济水准。BIM是近几年各大建设部门兴起的先进建模技术，短时间内便推广到了各大高校以及实际工程部门之中。本文通过对桥梁工程设计特点和应用优势进行分析，结合基于BIM的桥梁工程优化设计，目的在于提高桥梁工程施工质量，延长桥梁工程的使用寿命。
关键词：BIM技术   桥梁   设计   应用
        引言：
        BIM技术是现代化新型技术，应用在各个行业之中，为行业发展带来了极大便利。BIM技术应用在桥梁设计之中，能够通过拟三维模型的构建，将项目的每个环节展示出来，让设计人员清楚、直观的掌握工程施工内容，抓住工程施工要点，及时找到工程设计中存在的不足，采取有效措施改正，进而提高桥梁工程质量，延长桥梁工程的使用寿命。
        1、BIM技术内涵
        BIM技术又称为建筑信息模型技术，是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具。通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行以及管理方面为建设单位在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。该项技术能够在桥梁工程所有的步骤中进行，有效地推动工程信息的使用和数据共享，同时还能够达到信息同步，对推动我国桥梁工程设计及优化施工有着重要的意义。[1]
        2、桥梁工程的设计特点
        2.1施工环境复杂
        与大多数建筑工程类似，工程项目所处的施工环境相对复杂。包括水文条件、地质条件、气候条件等。水文条件和地质条件的复杂程度将会影响到桥梁工程路基的施工难度，例如部分桥梁工程所处作业区域环境为软土路基环境，由于软土路基结构的稳定性较差，因此在施工过程中，需要采取相应的施工技术对其进行处理，从而提高整个结构施工过程的稳定性。而气候条件则会增加现场施工负担，若此时出现降雨天气，会直接打湿水泥材料，导致材料提前凝结，降低水泥材料的既定强度，增加了资源浪费。[2]
        2.2结构组成相对复杂
        建筑体系的不断成熟，使得桥梁工程的施工规模也在不断扩大，与此同时，桥梁工程在设计过程中，会涉及众多施工构件的应用，如钢筋结构、工字钢、混凝土结构等，此类构件在施工过程中相互关联，共同分担桥梁结构的整体承压。而且在实际应用过程中，很多结构都会成为隐藏类结构，如桩基结构、止水带结构等，这样也增加了施工结构组件的管理难度。[3]为了确保结构的施工质量，需要对构件进行详细评估，同时对其进行综合受力分析，从而减少施工不规范所导致的应用安全问题。在传统桥梁工程设计过程中，技术人员基本上都会结合以往的施工经验对桥梁工程设计情况进行检查，这也意味着结构分析中人为计算的容错率会提高，从而影响到整个施工活动的顺利开展。
        2.3预制结构体积较大
        在建筑技术不断完善的背景下，有关桥梁工程的施工技术水平也在不断提升。目前应用比较广泛的施工方式为装配式结构安装。即会委托其他厂家进行箱梁和其他结构的提前预制，在完成结构制作之后，将其运输到施工现场进行统一装配，该施工方法能够有效提高工程的施工速度，而且可以避免现浇混凝土施工技术过程中的相关问题。但是，提前进行预制的结构体积非常巨大，并且单位体积非常大，在实际施工过程中，需要保持非常慢的速度进行现场移动。尤其是在装配过程中，其移动速度需要控制在3m/min，而且还需要在梁结构处提前布置缓冲结构，避免冲击力过大导致结构间碰撞，出现破损的情况。

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        3、BIM技术在桥梁工程设计中的应用优势
        在桥梁工程设计初期，采用BIM技术，能够帮助设计人员更好的了解桥梁工程过程中可能出现的问题，并采取合理的解决措施，进一步保证桥梁工程的施工进度，减少施工资源的浪费。由于我国桥梁工程较多，采用先进的BIM技术，能够帮助设计人员更好的构建桥梁工程模型，优化桥梁工程设计方案，从而有效保证工程的总体施工质量。
        BIM技术具有良好的可视性，在桥梁工程中，实现可视化具有一定的难度，采用先进的BIM技术，能够实现桥梁工程的可视化，帮助设计人员更好的了解桥梁工程内部情况，并结合施工现场的实际情况，制定合理的施工方案，尽可能缩短工程的施工周期，保证桥梁工程中的施工成本得到更好的控制。传统的BIM技术主要采用3D模拟，随着科学技术的快速发展，BIM技术能够对工程施工成本进行有效控制，并结合桥梁工程的使用时间，准确判断工程中的各项成本，保证工程中的预算工作能够顺利进行。
        4、BIM技术在桥梁设计中的优化应用
        4.1BIM与初步设计
        在对桥梁工程进行初步设计时，需要确定桥梁方案，明确桥梁的总体结构，其中包括：对桥梁平面、立面和断面进行规划布置，确立桥梁位置和桥梁上、下部结构等。在使用BIM技术时，设计师可以用不同的设计构想构建数字化和参数化的三维模型，根据模型生成对应的平面图，BIM技术可以直观地表现出设计方案存在的问题，再通过参数对方案进行调整、优化，使桥梁工程具备一定的实用性。另外，使用BIM技术建立方案模型，可以为业主提供良好的沟通平台，确保满足业主的实际需求。
        4.2桥梁施工模拟应用
        在桥梁工程施工模拟阶段中，设计师可以利用BIM技术对整个工程项目施工过程进行模拟分析。在具体操作方面，操作人员需要将各工程施工计划与三维建筑模型输入BIM软件设计平台中，模拟分析桥梁工程施工进度，并对施工进度协调性与合理性进行研究，从而调整工程施工方案。在桥梁工程施工管理方面，建筑企业需要结合地形及施工条件等进行施工方法研究。比如在大型构件吊装施工阶段中，必须对吊装工序进行合理安排，以确保工程质量安全。因此，在大型构件吊装施工前，建筑企业可以通过BIM技术进行吊装过程模拟，根据模拟分析结果进行吊装施工工序与施工方法合理安排。在桥梁改造工程施工设计方面，周边旧桥对改造工程施工具有一定影响，设计师需要利用BIM模型将工程项目周边建筑物等模拟出来，通过可视化功能进行施工现场模拟分析，及时发现工程施工过程中可能存在的问题。
        4.3施工图阶段的应用
        桥梁自身的施工图阶段主要就是对方案进行确定之后，对方案实现合理的完善，在这当中就需要对桥梁的设计功能以及要求和方式等进行明确，所以就需要在桥梁的施工以及养护管理当中能够提供相应的图纸来有效参考，需要确保图纸的详细以及可靠。总之，对于施工图阶段当中BIM技术的有效应用主要表现在设计以及方案的优化等方面。
         5、结语
         综上所述，桥梁工程建设在城市现代化建设中占据重要地位，通过桥梁工程设计能够促进城市发展，缓解交通压力。在桥梁工程设计中应用BIM技术，既能够提升设计效率，还能够维护结构安全，降低施工安全风险与成本支出。因此，建筑企业在桥梁工程BIM技术应用过程中必须加强BIM软件设计平台功能开发研究，注重BIM模型构建探索，从而为工程施工提供有价值的信息。
参考文献
[1]梁鹏.BIM技术在道路桥梁设计优化方面的应用[J].四川水泥,2017(7):125.
[2]王磊.BIM技术在道路桥梁施工管理中的应用分析[J].商品与质量,2020(1):49.
[3]谭建康.BIM在道路桥梁设计优化中的实践探索[J].名城绘,2020(1):1.