苏洪健
天津市创越工程设计咨询有限公司 天津 300303
摘要：为了提高桥梁设计工作的质量和效率，目前许多设计单位利用BIM技术对桥梁工程整体设计进行模拟，直观展现三维桥梁结构，为桥梁工程建设提供更好的技术支撑。基于此，本文介绍了BIM技术的优势和应用特点，结合实例分析了桥梁工程设计中BIM技术的应用。
关键词：BIM技术；桥梁工程；应用
在市政道路桥梁等城市基建工程项目中，需要对工程的施工环境及施工过程进行全面分析，预判并解决相关项目问题。要达到这一目标，以建筑信息化模型构建为主要形式的BIM技术，在市政道路桥梁设计中大有用武之地。
1 BIM技术基本概述
BIM技术即建筑信息化模型技术，主要是采用三位数字建模技术，对建筑物体构建可视化3D数字模型，然后围绕建筑主体结构及道路桥梁主要节点进行三维动态设计及仿真模拟，进而使工程及建筑桥梁等能够在可视化、系统化及模块化下实现预期设计目标。在国家倡导建造智慧型城市的背景之下，道路桥梁设计及施工需要在理念上有所革新，赋予道路桥梁设计信息化特征，而BIM技术则有效满足了这一需求。
在具体应用上，BIM技术在三维模型中将主项及分项工程的设计周期、进度安排、技术参数等信息融入其中，针对道路桥梁项目，在模型构建前的绘图环节，结合CAD软件的使用，使道路桥梁设计细节更加精细。在BIM技术应用到道路桥梁设计中时，首先要明确道路桥梁BIM三维模型各构成要素，主要要素如下：桥梁、道路、路桥附属物、地面模型、隧道、地形地貌、房屋建筑等。这些要素先通过实体测绘，然后将要素导入到系统中，使用分割法及归并法进行要素的单独建模，最后整合拼接成为完整模型系统。
2 BIM技术的优势和应用特点
BIM技术的优势和应用特点具体体现在以下方面：（1）参数化。在应用BIM技术的过程中，根据参数化要点做好建模工作，确保各项信息衔接操作的有效性，在一次创建后可以进行重复使用，在某一过程遇到问题的情况下，只需要对部分内容进行修改，就能够做好智能化联动操作。（2）可视化。在桥梁工程运行过程中，BIM技术能够对全过程进行可视化操作，操作要点主要体现在桥梁梁体内部结构、施工方案、具体施工技术等方面。（3）节省成本。BIM技术的有效应用，可以满足施工设计方案要求，在施工操作过程中准确控制成本，并建立完善的运算体系，估算所需成本，确保资源配置的合理性。（4）加快工程进度。BIM技术的应用根据施工方案要求，有效调整施工进度，确保项目进行的协调性。
3 BIM技术在桥梁工程设计中的应用
3.1 可行性研究阶段的应用
在可行性研究阶段的设计工作中，设计人员需要深入分析桥梁实际情况，并进行合理设计，明确桥梁方案设计。在这一过程中，方案具有多样性，且需要投入很多的时间和精力。方案设计对准确性要求比较高，这就需要引进BIM技术，通过BIM模型呈现不同方案，将其转变成断面图和立面图。
3.2 施工图阶段的应用
在施工图设计阶段，设计人员需要对方案进行完善，明确桥梁设计要求、功能、方式等要求，为后期施工、养护提供支持，但必须确保施工图纸的可靠性和准确性。因此，设计人员需要应用BIM技术，做好方案设计，优化工作，提高桥梁工程的施工质量。
3.2.1 方案设计优化
在桥梁施工图设计优化过程中，设计人员应对施工图纸进行详细设计，针对附属结构、局部结构予以明确，为准确施工提供技术支持。同时，桥梁设计与交安、机电等专业存在交叉，设计人员需要针对桥梁和标志标牌、管线的相对位置进行核查，将构件进行重叠工作，提前优化方案。设计人员应用BIM技术，检索桥梁设计工作中遇到的问题，严格按照标准要求进行审核，确保桥梁设计的连续性，解决各项矛盾和冲突。
3.2.2 施工方案拟定与优化
BIM技术能够提供全面、详细的桥梁信息模型，桥梁结构与施工模式之间的联系十分密切，在施工方式发生变化时，桥梁配筋、形态都会改变。在施工方案拟定、优化时，设计人员需要应用BIM技术，在施工阶段针对各个环节进行模拟，充分控制桥梁施工过程。例如，在桥梁工程施工过程中，设计人员可以利用有限元模型，针对桥梁结构的安全性进行分析，呈现各项施工方式的差异性和复杂性，以此为基础合理编写施工方案，为后续桥梁工程施工的有序进行提供支持，提升施工的整体质量和效率。
3.2.3 管理优化
BIM技术是桥梁工程设计中的关键，也是桥梁建设的基础环节。通过应用BIM技术进行桥梁设计可以建立完善的桥梁全寿命模型。因此，施工人员需要深入分析桥梁工程实际情况，获取施工准备、设计过程中的信息、数据，利用BIM技术表达桥梁工程信息，利用模型对桥梁工程的作业区间进行优化，确保资源配置的合理性，将各项资源应用到后期施工、养护工作中，确保桥梁工程建设的有效性。
4 桥梁工程设计中BIM技术的应用实例
4.1 桥梁工程实例
在某桥梁工程设计过程中，主桥部分的设计重点是高低塔单索面混凝土斜拉桥，总长约650m，跨径最大值约330m。具体如下：（1）高塔塔柱高度约178m，共计29对斜拉索；（2）低塔塔柱高度约122m，共计15对斜拉索，西引桥总长约1 020m，东引桥总长约264m。在该桥梁工程设计过程中，设计人员应用了BIM技术，取得了良好的设计效果。本文主要结合工程实例，分析桥梁工程设计中BIM技术的应用。
4.2 BIM技术应用实践
在该桥梁工程设计过程中，设计人员应针对施工方案进行优化、选择，实行精细化施工设计模式，桥梁工程中单幅挂篮支点到后锚固定点的距离约10m，首次浇筑形成的0号阶段长度约11m，在设计2幅大吨位挂篮时会遇到很多难题，设计人员设置了临时组拼挂篮，在完成后续节段之后，长度会满足设计要求，这时应分离2幅挂篮。同时，设计人员需要充分考虑高空作业安全问题，尽量不在高空进行施工，焊接作业最好一次性完成。因此，设计人员在横桥向实行错位分布模式，在左右两侧布置了2幅挂篮，间距约为0.75m，有效避开主纵梁重叠位置。另外，为了有效地控制控支反力，设计人员在使用前后支点结合的位置，设置了挂篮体系。在桥梁设计工作中，设计人员需要明确预应力布置要求，以此为基础合理布置预留孔洞、设置不同类型的预应力，并深入分析同主梁阶段的实际情况，通过BIM技术建立主梁阶段、挂梁、预应力相关的模型，充分利用BIM技术碰撞检测工作，有效开展碰撞检测分析工作，严格按照检测报告，及时优化、调整存在冲突的构建，有效提升设计的整体质量。
在桥梁结构设计过程中，设计人员需要从施工角度做好分析工作。为了有效控制各项风险问题的出现，在设计准备阶段，技术人员需要利用BIM技术进行核查，针对桥梁施工设计中的各项影响参数予以分析，在遇到设计变更问题时，可以加载变更后的桥梁模型，利用警告信息针对预警参数进行核查。
5 结语
综上所述，在现阶段桥梁设计中，BIM技术是一项新技术，在实际应用中表现出很多优势。随着BIM技术的广泛应用，其功能也在不断完善，在未来建筑行业发展中将成为一项关键技术。
参考文献
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