1 中铁十一局集团第六工程有限公司 湖北省襄阳市 441000;2 西安云帆市政工程咨询有限公司 陕西省西安市 710000
摘要:随着社会经济的高速发展,人们的生活水平也不断提升,而道路桥梁工程建设发挥着重要作用。因此,市政道路桥梁在建造标准上也应进行优化处理,这就需要在设计规划及建设中更加科学、全面、智能。BIM技术与市政道路桥梁设计施工及管理的融合应用,能够发挥其信息技术优越性,达到提高设计质量及施工水平,增强市政道路桥梁经济及社会效益的作用。
关键词:BIM技术;市政道路桥梁;设计要点
引言
近年来,我国的道路桥梁工程项目不断增多,这在一定程度上缓解了交通通行压力。然而,在桥梁使用过程中发现,一些桥梁的安全性和耐久性存在问题,根本原因是桥梁设计中未对安全性和耐久性予以重视,导致采用的方法和措施不当。为有效解决这一问题,应遵循科学合理的原则对桥梁结构进行优化设计,从而最大限度地提升结构安全性和耐久性。
1 BIM技术内涵
BIM就是通过计算机来设计桥梁的模型,通过完善的信息模型真实的反映出整个工程的生命周期实际情况,以更好的保证项目得以顺利进行,不会存在任何的质量缺陷和不足。从发展历史角度分析,BIM技术最早出现在上世纪70年代,其不仅仅是数字信息的应用,还能够延伸到设计、管理、维护与保养等方面,实现数字化的全面转变,项目各方都能够掌握空间信息和效果图,从而可以有效的控制各项基本工作。BIM技术的主要优势就是可视化、协调化等,对于当前日益复杂和多样化的桥梁工程设计结构形式来说,BIM技术能够实现桥梁工程的三维模型设计,通过可视化技术展示出桥梁的实际组成结构,能够及时发现桥梁工程设计中存在的碰撞问题,从而可以按照要求进行方案的优化,以更好的提升桥梁工程设计水平,满足桥梁工程的使用需要。
2 道路桥梁设计存在隐患的原因
2.1设计人员专业能力不足
道路桥梁设计中存在的隐患。首先,与设计人员的设计水平及及相关,设计人员如果不具备过硬的专业技能和综合能力,在实际设计过程中就会忽略一些重要问题。其次,道路桥梁设计需要结合桥址处的地质、水文、气候等因素,如果设计人员缺乏相关技能及设计经验,就会引发安全和质量方面的问题,留下安全隐患。同时,设计理念过于理想化容易与实际操作发生摩擦,存在潜在的隐患。
2.2设计与经济间的矛盾性
设计与经济之间的矛盾性隐患问题大多出现在理想设计与成本投入之间,实际施工中可能无法实现全部设计想法。在控制成本较低的情况下,可能会选择低价材料,而这会影响整体道路桥梁质量,产生设计隐患。当前,任何领域和行业的竞争压力都非常大,资源或者经济上的压力迫使设计逐渐走向开源节流。节约成本、压缩工资的工作状态有时给设计人员与施工人员带来诸多限制,因此,在实际工作中很难照顾全面,进而留下潜在隐患。
3 BIM条件下市政道路桥梁设计要点
3.1市政道路桥梁场地选址规划设计中的BIM技术应用
市政道路桥梁工程在立项建设后,除了在原有路桥基础上进行改扩建外,如涉及到新建道路及桥梁隧道建设,首要考虑内容要素是路桥工程场地选址规划。只有合理选择路桥工程地址,才能使市政道路桥梁的交通枢纽作用充分发挥。而场地规划状况也会对市政道路桥梁设计质量产生直接影响。传统设计模式框架下,市政道路桥梁工程场地规划设计主要采用项目勘察人员进入现场勘察获取数据的方式完成,这一规划设计方式一方面需要大量人力物力,勘察设计的效率也受到影响,另一方面采用人工勘察规划设计时容易出现数据参数不精准或存有误差的情况。为此,要使市政道路桥梁场地规划分析兼具效率及精度,可以引入BIM技术,对规划设计进行补充完善。相关要点有:第一,BIM技术对市政道路桥梁工程场地规划进行高精度展现,主要是通过对设计及施工场地范围内的平面元素进行提炼,将其在模型中表示出来,达到一目了然的效果。第二,在路桥设计及施工各个阶段场地的布置及转换上,要优化不同阶段场地布置状况,借助地形勘测软件对场地建立模型并做好路桥排水系统及标高系统的策划。例如,在地形中导入标高方格网,为道路排水及标高设计提供参数依据,避免过多挖填方。
第三,BIM技术与地理信息系统的结合应用,可以提高路桥设计的智能化水平,使用BIM软件模拟道路空间及车流荷载量,可对道路等级及具体设计标准加以清晰展示,避免传统设计思路下可能出现的信息数据不足及精度欠缺问题。第四,在市政道路桥梁规划选址后,需要对路桥周边景观同步进行设计,为了保持工程与景观的协调一致,避免工程对周边生态造成影响,可以使用BIM技术进行景观模型的构建,为设计人员提供可视化场景。
3.2将BIM设计运用到道路纵断面设计
市政道路设计的过程中,除了道路中心线的绘制,道路纵断面的设计也是重要部分。关于市政道路的纵断面设计,常见软件主要以原地面的编制为设计依据,生成相应文件之后,再通过拉线的方式对其进行调整。这样的方法和市政道路设计的要求相符度会比较低,通过BIM技术的应用,可以直接采用三维立体的设计方案。如果设计方案后期需要修改的话,BIM技术软件也会生成相应的设计方案,这样极大的减少的设计的时间,从工作的角度分析,BIM技术减轻了设计人员的压力,在设计调整的过程中,其工作的开展也会更加的便捷,这对于市政道路的发展,有着重要的推动作用。
3.3桥梁设计合理性分析与冲突检查
从目前的实际情况分析,在桥梁工程的设计中,应用BIM技术最为明显的一个优势就是进行设计校核、碰撞检测和工程量计算。在建模环节,利用BIM技术能够及时的发现设计方案中缺陷的和不足,并且根据需要进行必要的调整,同时还能够进行必要的勘误和澄清。同时利用模板自动生成材料清单,与原设计方案进行对比分析,能够发现工程量清单中是否存在错误的问题。BIM技术应用到桥梁的设计中,可以进行设计方案的冲突碰撞检测,这是传统设计方式所不具备的一个缺陷,此时设计人员可以根据需要分析二维平面图纸,然后进行全面的论证和分析,以便于掌握工程的具体情况,消除设计方案存在的缺陷和问题。如果没有及时进行检测,会导致设计方案有着明显的缺陷,造成后续施工难以顺利的进行,也会给企业造成巨大的经济损失。因此,桥梁设计中应用BIM技术来进行冲突检测,技术的整合模型数据信息,避免出现严重的设计缺陷。
3.4将BIM技术运用到空间管理系统中
空间管理系统主要将BIM应用在定位、监控、消防、照明、疏散等方面。第一,可以通过BIM模型快速定位发生紧急状况的具体位置,并及时查看周边的疏散通道和需要保护的重要设备,快速做出应急对策。第二,以往的空间结构内部信息都在图纸上,需要专业人员自己查找相对应的信息,再解决问题。通过BIM可视化功能建立三维模型,可以调取空间结构内的数据和信息。例如,检修维护地下管道、线路时,能够精准快速地获取不能拆除管道线路的信息,避免在维护修理时引起不必要的麻烦。第三,合理计算空间数据信息,可以有效提升空间资源配置和公共资源利用率。
3.5将BIM设计运用到道路横断面设计
市政道路工程实施的过程中,横断面的建设十分重要。所以设计的过程中,需要设计人员根据市政道路的实际情况有一个全面的了解,这个过程相对复杂,且工序繁多。通过BIM技术的应用,设计师可以构建一个三维的立体模型,这样可以直观的了解市政道路的建设,对于设计中所出现的问题也可以及时发现,这对于市政道路建设的改善有着重要的意义。
结语
道路桥梁在我国目前的经济发展以及交通运输业中发挥了非常重要的作用。随着道路桥梁建设数量的增加和建设规模的不断扩大,道路桥梁设计工作也随着技术的革新而发生了巨大的变化。在目前的道路桥梁工程的设计工作中,结构化设计具有良好的优势,其效果也得到了多方的认可。但是从整体应用情况来看,我国道路桥梁的结构化设计还存在许多不足,尤其是一些技术细节并没有得到良好的处理,导致结构设计中的一些问题亟待解决,希望本篇文章研究能够为该领域的发展提供一些切实可行的思路。
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