BIM技术在公路、桥梁正向设计中的应用分析

BIM技术在公路、桥梁正向设计中的应

用分析

摘要：最近几十年来，工程设计都是以二维设计手段来实现，关于建筑内部的空间关系梳理、设计规范的应用和实施、设计中错漏的避免，依赖的是设计人员的经验技术水平。BIM技术具有独特的三维直观性，通过BIM技术的合理应用，可以较好地将工程设计中日趋复杂、花费较多人力物力的问题得以解决。特别是采用BIM正向设计，可以大幅度提高建筑设计院的经营能效、较好地适应房地产行业高周转环境，是传统建筑设计院获取企业核心竞争力的必由之路。基于此，本文主要针对BIM技术在公路、桥梁正向设计中的应用展开研究。

关键词：BIM技术；公路、桥梁；正向设计

引言

在BIM设计平台上，以三维空间模型为数据源，实现方案、初设及施工图的全过程正向设计。同时，结合参数化设计插件，批量生成不同尺寸的同类族构件，实现BIM模型设计信息高效交互，达到图纸一键生成、工程量实时更新的效果。为进一步延伸设计服务产业链，搭建方案快速生成系统、研发BIM模型管理系统和数智运维云平台，同时引入了云计算、720云沉浸式全景漫游、BIM+3D打印技术、移动端交互式体验等技术，增加设计体验感和后期管养的便利性，充分发挥BIM模型的附加值。

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术基本内涵

BIM技术是一种基于现代化工程体系构建需求开发出的新型设计软件，通过将具体的工程数据输入到软件中，对工程设计方案进行确定，并且构建出空间模

型，为更加准确地对方案实施修改、调整提供支持。该项技术的精髓在于能够参与整个项目过程，能够对项目实际建造和后期运营管理持续地发挥作用。

1.2 BIM技术特点

1.2.1可视化

BIM技术的基础是三维技术，在设计中只需添加对应的几何信息和非几何信息，不仅能够辅助生成报表和三维模型，还可以确保项目设计、建造和运营中的沟通以及决策，都能够在可视化的情况下进行。

1.2.3协同化

协同化是整个工程应用BIM技术实现变革的重要基础，BIM在工程中的应用，能够有效改善以往各个行业参与松散的情况，避免大量信息流失。在实际的操作中，可以利用数字信息模型将建设各方协同到一起，在同一个平台中开展各项工作，为获得更好的设计效果、提升设计质量提供一定支持。

1.2.2信息化

信息化主要是指发展、培养以计算机为主的智能化工具作为新生产力代表，BIM本质就是利用信息技术将建筑行业生产效率提高。BIM技术不仅具备非常良好的信息获取、传递、处理、再生、利用功能，同时在建成后的工程信息并不是孤立存在的，而是一种自上而下、规模庞大、有组织的网络体系。

2 BIM技术在公路、桥梁正向设计中的应用

2.1结构设计中的应用

BIM技术在公路、桥梁工程结构设计中具有良好的应用效果，与传统公路、桥梁工程结构设计相比，BIM技术的可视化三维立体建模技术能够更好地满足公路、桥梁工程结构设计要求。（1）公路、桥梁工程结构设计较为复杂，传统二维图纸能够展现出的结构设计要点较少，而通过采用BIM技术，将结构设计要点通过三维立体模型展现出来，能够提高结构设计的立体性和直观性，使得设计人员能够更好地掌握结构关键信息。（2）BIM技术能够完成对结构设计的优化，在

模拟检验工程中，通过BIM技术的碰撞检测，能够准确识别当前公路结构设计存在的不合理之处，从而采用信息化的方式完成对公路、桥梁工程结构的设计优化。（3）通过BIM技术，能够帮助施工人员更好地理解和掌握结构施工注意问题，从而降低结构施工意外风险，提高结构施工安全性，为施工人员提供更好的安全保障。

2.2施工设计方案中的应用

在设计过程中应用BIM可以及时掌握人们的需求信息，使得城市桥梁的设计更加贴合客户的需求，避免了反复更改设计方案的情况出现。在设计过程中应用BIM还可以减少实际施工过程中意外情况的发生，这是因为在进行城市桥梁设计的过程中可以通过BIM对公路、桥梁的施工过程进行动画模拟，及时的发现实际施工时可能出现的问题，并提前采取预备措施，防止意外情况在实际施工过程中出现。并且，建筑单位还可以根据模拟建筑动画及时的发现实际施工与设计方案中的不符合之处，及时的修改施工方案，使得施工方案更加贴合实际。运用BIM 技术对施工图设计进行校核，完善施工单位对设计文件的理解，有效的减少了因“错、漏、碰”导致的设计变更和工程浪费。

2.3安全优化设计中的应用

在传统的公路、桥梁设计方案中，需要详细地计算出各项目的具体指标，同时需要采用量化分析的方法，对运行速度计算以及协调性进行评价。通过采用BIM技术，在三维空间中动态模拟车辆运行状态，使得设计人员更加直观地明确对于车辆行驶造成影响的因素，并准确规划出运行速度存在较大差异的公路段，从而能够以此为基础对线型进行优化设计，提高公路线型均匀性和连续性。在过去分析和评价公路、桥梁使用安全性时，主要依靠运行速度进行计算，没有全面考虑到公路的其他参数，从而导致分析和评价结果不够准确，而工程采用BIM技术对公路安全性进行分析和评价，通过三维模型和动态化模拟，使得分析和评价结果更加准确，从而提高公路、桥梁工程整体安全性，具有良好的应用效果。

2.4钢箱梁细节设计中的应用

预制钢箱梁有着自重轻便于吊装、施工速度快、线型灵活等优点，被广泛应用于公路、城市道路的跨线桥或互通桥梁上。然而由于钢箱梁内部包含顶板、底板、腹板、横隔板、加劲肋等多种尺寸不一、功能不同的构件组成，其内部构造纵横交错。在常规二维图纸中，通常设计人员为了将设计意图及构造情况表达清楚图纸内容会较为繁琐、复杂，致使人为因素导致图纸不同程度的错误，也是常见之事。桥梁设计阶段BIM可利用Revit软件进行钢箱梁的精细化设计，通过将结构设计与三维设计在BIM技术设计阶段相结合的方式，从而展示出钢箱梁各构件的位置关系的三维模型。基于三维模型进行模拟预拼装尝试性连接，针对设计阶段出现的不合理因素给予指出发现并加以更改，以便于生成三维信息模型供施工单位进行后续的加工拼装。工厂可将设计数据对接到数控加工机床，这样就实现了大幅度地提高设计质量、缩短设计与施工之间的协调沟通工作周期，进而有效缩短整个施工工期的时长，很大程度上提高了工程质量。

结语

随着近几年BIM技术的快速发展以及在公路桥梁设计中应用的深入分析不难发现，该项技术已渗透甚至应用在公路桥梁设计的各个阶段。尽管在结合过程中会不可避免地遇到一些实践难题和复杂的环境阻碍，但从目前的发展趋势以及相关成果来看，BIM技术必将在公路桥梁设计中成为一把锋刃有力的工具。其优势体现于可以深入到设计阶段的各部分实践中，起到辅助作用攻克工程中所遇到的复杂问题，并能轻松灵活地将二维设计成果无法详细表达的内容通过自身三维的优势清晰直观地准确展示。经过一系列深入的调查研究和实践探索，BIM技术定会以更加成熟的实施体系应用于公路桥梁建设的各个阶段，成为未来建筑行业实用性最强、有效性最高的一项高端龙头技术。

参考文献

[1]王若檀，李红阳．BIM技术在公路工程设计中的应用分析[J].工程建设与设计，2019（11）：3.

[2]欧佳佳，戴玮．BIM技术在公路工程设计阶段中应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2020，12（4）：5.