基于BIM技术的桥梁工程设计与施工优化分析

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第35期   作者:付寿坤,李福浩、廖金龙
[导读] 社会经济发展提高了桥梁设计的整体要求,在设计过程当中,也需要充分结合社会实践的发展变化
        付寿坤,李福浩、廖金龙
        42058319870401****,湖北省宜昌市,443000
        摘要:社会经济发展提高了桥梁设计的整体要求,在设计过程当中,也需要充分结合社会实践的发展变化,不断地对其思想进行创新,通过优化调整以更好地适应现阶段的桥梁设计需求,促进工程质量的发展。BIM技术便是在此背景下诞生,并且在桥梁设计当中得到了广泛地运用。
        关键词:BIM技术;桥梁工程;设计施工;措施分析
        BIM是指建筑信息模型,是随着社会发展变化而推出的一种新型技术,尽管BIM技术在桥梁工程行业当中的运用时间并不长,但是技术自身的特性十分符合现阶段的桥梁工程发展需求,得到了业内人士的广泛认可。从现实运用的角度来看仍然有很多问题还需要进一步思考。
1基于BIM技术的桥梁工程设计优化
1.1桥梁工程设计成图形式的优化
        在传统时期,受到技术条件与工作理念的限制,桥梁工程设计人员通常会采取人工化、平面化的图纸绘制与图纸检验方式。这样一来,一方面使得设计人员在获取充足的工程数据后,还需要进行繁复、大量的数据整理与手工绘图工作,进而形成大量的时间、人力与材料成本消耗。同时,若设计人员在绘图、检验时处于疲劳或存在疏忽,还可能导致图纸偏误的情况出现,继而降低设计图纸的可靠性与价值性。另一方面,由手工或CAD绘制的平面图纸很难直观体现空间感,相关人员在绘图、用图时,需要立足专业素养进行空间想象,很难对桥梁工程的几何形态、三维结构形成清晰认知。
        在运用BIM技术进行设计优化后,上述传统问题可得到有效解决。在BIM软件平台当中,会形成有多个“族”,即桥梁建筑物的常见结构部位。同时,在公共网络的支持下,还会有其他设计人员将自己制作的族共享到平台当中。基于此,相关人员将桥梁工程的各项数据输入到BIM软件平台当中,数据便会在多个族的作用下进行协同配置,从而生成三维立体的桥梁建筑物与施工现场模型。例如,在设计某高低塔单锁面混凝土斜拉桥时,设计人员即可选择该类型的族模块作为建模成图基础,并将“高塔塔柱:全高185m,斜拉索共29副”、“低塔塔柱:全高121m,斜拉索14副”、“引桥:东引桥全长277m,西引桥全长1033m”等数据输入到相应栏目中,即可实现桥梁模型的自动化构筑与可视化呈现。
1.2桥梁工程设计方案调整的优化
        在BIM技术的应用背景下,桥梁工程设计人员可直接对已生成的三维模型进行形态检验、冲突排查,并通过数据修改、图块编辑等方式,进行设计成果的直接调整。例如,设计人员可将已设计完成的桥梁工程土建模型与安装模型同步提交、导入到BIM软件平台当中,并启用平台的碰撞检查模块,对同一工程背景下两类专业模型的匹配情况进行排查检验。在模块运行完成后,碰撞检查的结果会自动输出到可视化界面上,并提供出具体细致的报告文本,其内容包括碰撞点总数、硬碰撞点数量、间隙碰撞数量以及碰撞部分的具体点位、图纸编号、处理建议等。在此基础上,设计人员即可根据碰撞检查报告对三维模型的相关参数、结构进行优化调整。其后,对于调整后的三维模型,重复进行碰撞检查与优化调整,直至无碰撞情况存在,即代表图纸方案达到最优状态,不会在桥梁工程的建设过程中出现土建施工与安装施工相冲突的问题。
1.3桥梁工程设计功能拓展的优化
        在传统的“2D时代”当中,桥梁工程设计图纸的信息体系由点、线、面、数等平面元素构成,因此在使用功能上存在较大限制,无法实现工程信息的深层次、多元化解释与利用。而在步入依托BIM技术的“3D时代”后,桥梁工程设计图纸可表现出突破性的功能拓展。

例如,可将BIM技术与快速成型技术结合起来,把计算机系统中的桥梁建筑模型打印塑造到现实环境当中,从而帮助相关人员更加直观地对工程效果进行预测与评价。再如,BIM软件平台中的三维模型与数据信息既能被计算机系统直接读取,也能保存、上传到数据库当中。所以,相关人员在设计完成桥梁工程的基本模型图纸后,可运用未来表格、预算通等辅助工具,进行工程量的计算分析,从而为工程设计经济性的进一步强化、工程成本的精准预算提供有力依据。
1.4BIM技术在桥梁设计科技研发中的应用
        BIM技术同样可运用到科技研发中,促进研发工作的顺利开展。BIM技术可以被运用到三维建模设计、桥梁中心线设计等多个环节,通过对设计的优化来提高整体性的质量。值得注意的是,技术的运用同样与设计人员之间有较大的关系,只有不断地强化教育培训、提高相关设计人员的专业技术能力,才能够更好地提高BIM技术的整体运用效果。
2基于BIM技术的桥梁工程施工优化
2.1BIM技术在施工现场分析中的应用
        设计优化是桥梁工程设计过程的重要环节设计过程当中需要充分考量地理环境、地质条件等因素才能够更好地调整自身的思维提高设计方案的合理性和可行性所以这一方面对于设计师的整体能力有着更高的要求。BIM技术在设计优化过程当中的运用能够更好地对数据进行;可视化的技术呈现能够帮助人们找到问题;通过集约化的管理灵活变动设计方案推进桥梁工程的稳步施行。项目组织协调的过程当中BIM技术同样也能够帮助设计人员掌握更多的信息从而提高现场施工的统筹管理能力减少现场施工可能存在地风险提高设计的整体质量。
2.2桥梁工程施工活动模拟的优化
        桥梁工程具有环节多样、环境复杂、工期较长等特点,因此势必会在实际施工中面临多种风险问题。对此,通过BIM技术进行施工活动的预先模拟,可显著强化施工风险的规避与应对能力,为桥梁工程建设实践的安全施工、高效施工提供保障。例如,相关人员可依托BIM软件平台与可穿戴设备,进入到虚拟漫游模块构建出的信息化情境当中,从而沉浸式、直观化地对施工环境的整体状态、现场管理的视野死角、施工现场的高风险区域等进行充分感知,并制定出有效的事故应急预案、安全教育方案与施工管理策略。再如,相关人员可在三维模型的基础上,启用BIM软件平台的时间变化模块,以此模拟出动态推进的施工活动变化周期,从而对不同施工强度、施工效率下施工进度的实际情况进行考量,由此规划出最佳的施工进度分配方案,为桥梁工程的按时保质完成夯实基础。
2.3桥梁工程施工过程管理的优化
        与传统中平面化、固定化的图纸方案不同,BIM技术下的数字化模型图纸、信息化施工方案是可控制、可流动的。在桥梁工程的建设实践中,相关人员可依托各类传感装置对BIM软件平台进行现场情况的实施反馈,从而充分发挥出工程模型对材料进场路线规划、施工人员现场调度、施工工序动态调整等方面的支持作用。此外,相关人员还可在工程模型中标记出高风险区域,并将配备有传感装置的安全帽发放给一线施工人员。这样一来,一旦有人员进入到高风险区域当中,工程模型或安全帽便会出发告警机制,从而有力保障桥梁工程施工活动的安全化、稳定化运行。
3结论
        综上所述,将BIM技术融入桥梁工程的建设实践中,可在消除传统时期弊病问题的基础上,极大程度地实现工程设计与施工管理的优化,从而为桥梁工程施工建设的安全化、稳定化、经济化、高效化提供充分保障,达到可观的技术应用效果。
参考文献:
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