浅谈BIM技术在桥梁设计阶段的应用

浅谈BIM技术在桥梁设计阶段的应用

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摘要:改革开放40年来,我国经济取得了较为突破的发展,需要建造的桥梁工程也越来越多。在实际的桥梁设计过程中,不仅要考虑当地环境的因素,还需要考虑桥梁设计的可行性和稳定性,以此来确保桥梁设计的安全。但是,传统的桥梁设计基本上都是以人工画图和软件辅助画图为主,既不能保障桥梁设计的可行性,还存在着桥梁建造过程中不可实施的问题。所以,在实际的桥梁设计过程中需要用更高端的手段和更前沿的方法,进行安全性和可实施性的保证。本篇浅析BIM技术在桥梁设计中的应用,旨在为我国桥梁工程设计提供合理的技术支撑和案例支持。

关键词:BIM技术;可视性;施工成本;潜在价值

前言:BIM技术在建筑工程中应用广泛。但就我国目前桥梁工程发展现状来看,BIM技术还尚未全面应用到设计的过程中。实际上,BIM技术是CAD技术之后又一新型工程技术革新。BIM技术的实际应用,是在模拟工程的各项数据和模型的前提下,计算工程的可实施性和准确性。它通过从模型数据库中提取和更新信息,实现有效的判断。

一、BIM技术特点及其优势

(一)准确性

在实际的桥梁设计过程中,桥梁的各个框架必须有合理可行的数据进行支撑,才能确保设计的准确性。在我国绝大多数的桥梁设计中,人工设计的图纸往往存在着很强的局限性。有的时候,在工程的实施过程中,才能发现设计图纸中的设计缺陷。这不仅对工程的发展起到了阻碍的作用,更不能保证工程的安全实施。同时,BIM技术在应用过程中有着强大的运算能力,在桥梁设计的各个板块都能被应用到。桥梁设计不仅需要各个框架的合理搭配,更需要根据环境的具体情况进行长宽高数据的预估。在设计人员将桥梁设计方案应用在BIM技术的过程中,BIM技术可以通过准确的运算来纠正桥梁设计图纸中的数据不准确的问题,对桥梁的建造工程起到了很大的帮助。

(二)可视性

从传统的设计角度来看,以往的桥梁设计只能通过图纸,画出桥梁的各个结构,并标注好相关的数据。加之设计人员在图纸上画出桥梁的立体三维图像,这种设计方法,有着很强的局限性,因为设计人员仅仅是靠想象来设计桥梁的构造,并没有进行实际的应用,所以在施工过程中可能存在着很多的不确定性。而BIM技术正好可以弥补这一缺点,在设计人员将桥梁构造的图纸应用到BIM技术的过程中,BIM技术可以直接导出桥梁的基本模型。设计人员通过BIM技术,可以充分了解桥梁的各个构造,不仅有效避免了桥梁安全问题的风险,更大程度上有助于设计人员对桥梁的设计做出更准确的判断。

(三)协调性

在很多情况下,传统人员用CAD制造出来的桥梁图纸,在实施建造过程之后,发现很多桥梁都存在着不协调性和不实用性的问题。针对这一设计缺陷,BIM技术可以进行有效的弥补。设计人员将设计的具体情况应用在BIM技术中,BIM技术可以直接检测桥梁设计的协调性。并在确保施工安全的前提下,可以进行有效的改进。所以,BIM技术不仅能很大程度上提高桥梁设计的协调性,还能保证桥梁工程在建造完成之后的实用性。

二、BIM技术在桥梁设计阶段的应用对策

(一)提高技术人员的技术水平

传统的桥梁设计方法,都是基于设计人员自行画图纸和对CAD的运用。所以,在使用BIM技术的过程中需要技术人员掌握更高端的设计知识,才能确保对BIM技术的合理化运用。在桥梁工程实施前,必须要对相关的设计人员进行有关于BIM技术的培训,在专业的培训过后,要对掌握核心桥梁设计的人员进行筛选,在确保他们技术过硬的前提下,熟练的使用BIM技术进行桥梁的设计,才能有效确保桥梁工程体系的顺利运转。例如,某施工方在桥梁工程实施过程之前,通过模拟桥梁的设计构造,对相关的设计人员进行合理的筛查,将成绩不合格者全部剔除在桥梁设计工程之外,这样就有效保证了桥梁设计的科学性和可行性,最大程度上确保桥梁工程的安全。

(二)BIM技术在大规模装配式桥梁中的应用

利用BIM技术可以最大程度的保障工程设计的可实施性和安全性。而在大规模装配式桥梁工程中,传统的桥梁设计很容易出现差错。特别是铁路桥梁复杂曲线段的梁片布置,由于角度的和曲线要素的复杂性,架梁时常常遇到梁底支座垫板与墩顶支座位置对不上,或者主梁尺寸存在较大偏差,导致架梁困难,甚至引起主梁返工重新浇筑,造成浪费。但在应用了BIM技术之后,能很好的模拟梁片的架设和支座的布置,不仅提高了效率和准确性,还能切实模拟装置过程,为整个桥梁工程的装配提供了清晰的思路,为大规模装配式桥梁的建设提供了有力的保障。北京某地区的装配式钢-混组合箱梁桥施工时,采用BIM建模软件对桥梁进行模拟,利用参数化模型生成钢箱梁各构件参数化大样图指导车间下料。在建模过程中对图纸进行校核,查找冲突。对施工方案进行预演,论证其可行性。分项工程施工前利用BIM模型进行三维可视化交底。同时利用基于BIM技术的管理模块进行标准化施工辅导,为装配式桥梁工程提高工作效率、节约成本提供一种新的思路。

(三)有效控制施工成本

工程造价作为桥梁工程的一个重要分支,必须要考虑到施工成本的问题。在实际的桥梁建造过程中,相比于普通工程来说,桥梁基地由于地形较为复杂、工艺较为精湛,必须在施工之前,进行有关工程造价的预估。在确保工程质量过硬的前提下,有效合理的利用施工资金,才是保障工程顺利运转的最佳手段。BIM技术颠覆了传统的平面设计,将三维立体的桥梁模型呈现在设计师的眼前。所以,这就要求总施工方对工程造价更要严格的把控。BIM技术不仅能呈现三维立体的桥梁构造,更能预算出各种材料的总费用。在利用材料费用的过程中,更需要严格的监督和把控。例如,施工方可以在桥梁施工之前专门设立工程监督小组,不仅监督工程的质量,更要明确每一笔资金的去处和用处。所以,BIM技术应用在桥梁施工之前,对总体施工费用的预估起到了更加精进的作用。

(四)增加桥梁工程的潜在价值

传统的桥梁工程设计,仅仅是将设计转交给施工方,既不能起到优化的作用,也不能挖掘桥梁工程的潜在价值。在实际的设计过程中,BIM技术可以通过对周边环境和桥梁本身的运算,挖掘出桥梁的潜在价值,即桥梁的增值过程。这不仅颠覆了传统设计的理念,更对新型桥梁设计起着导向的作用。所以,BIM的应用可以有效提高设计与服务之间的联系,在确保工程的安全性和可实施性的前提下,充分挖掘出桥梁本身及周边环境的潜在价值,是工程的另一种再生形式。

结语:BIM技术的应用,打破了传统桥梁设计的局限性,但基于这种新型设计手段还尚未成熟,还需要专业的审查人员进行合理的规范。虽然,在实际的桥梁工程运转过程中存在着诸多的不确定性,但只要充分利用好BIM技术,就一定能加快工程的运转,从根本上提高桥梁本身及其周边环境的潜在价值,为周边居民和所在城市谋取更大的福祉。

参考文献:

[1]刘智敏,王英,孙静,等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].北京交通大学学报,2015,39(6):80-84.

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[4]李兴,王毅娟,王健.基于CATIA的BIM技术在桥梁设计中的应用[J].北京建筑工程学院学报,2016,32(04):17-21.

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