BIM技術下的橋梁工程設計與施工優化

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摘要：文中從成圖形式、方案調整以及功能拓展三個角度入手，對基于bim技術的橋梁工程設計優化進行了分析，圍繞活動模擬與過程管理兩個方面，研究了基于BIM技術的橋梁工程施工優化。

關鍵詞：BIM技術；橋梁工程；設計優化

BIM全稱“BuildingInformationModeling”，即建筑信息模型。該技術以數字化的三維模型為核心，可實現建筑工程中建筑物幾何信息、現場狀態信息、施工運動行為信息等一系列重要信息的立體化、動態化呈現。將BIM技術運用到建筑工程的建設體系中，對相關實踐活動具有顛覆性的變革改善作用。據此，我們有必要對基于BIM的橋梁工程設計與施工優化展開探究討論。

1基于BIM技術的橋梁工程設計優化

1.1橋梁工程設計成圖形式的優化

在傳統時期，受到技術條件與工作理念的限制，橋梁工程設計人員通常會采取人工化、平面化的圖紙繪制與圖紙檢驗方式。這樣一來，一方面使得設計人員在獲取充足的工程數據后，還需要進行繁復、大量的數據整理與手工繪圖工作，進而形成大量的時間、人力與材料成本消耗。同時，若設計人員在繪圖、檢驗時處于疲勞或存在疏忽，還可能導致圖紙偏誤的情況出現，繼而降低設計圖紙的可靠性與價值性。另一方面，由手工或CAD繪制的平面圖紙很難直觀體現空間感，相關人員在繪圖、用圖時，需要立足專業素養進行空間想象，很難對橋梁工程的幾何形態、三維結構形成清晰認知。在運用BIM技術進行設計優化后，上述傳統問題可得到有效解決。在BIM軟件平臺當中，會形成有多個“族”，即橋梁建筑物的常見結構部位。同時，在公共網絡的支持下，還會有其他設計人員將自己制作的族共享到平臺當中。基于此，相關人員將橋梁工程的各項數據輸入到BIM軟件平臺當中，數據便會在多個族的作用下進行協同配置，從而生成三維立體的橋梁建筑物與施工現場模型。例如，在設計某高低塔單鎖面混凝土斜拉橋時，設計人員即可選擇該類型的族模塊作為建模成圖基礎，并將“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”、“引橋：東引橋全長277m，西引橋全長1033m”等數據輸入到相應欄目中，即可實現橋梁模型的自動化構筑與可視化呈現。

1.2橋梁工程設計方案調整的優化

在BIM技術的應用背景下，橋梁工程設計人員可直接對已生成的三維模型進行形態檢驗、沖突排查，并通過數據修改、圖塊編輯等方式，進行設計成果的直接調整。例如，設計人員可將已設計完成的橋梁工程土建模型與安裝模型同步提交、導入到BIM軟件平臺當中，并啟用平臺的碰撞檢查模塊，對同一工程背景下兩類專業模型的匹配情況進行排查檢驗。在模塊運行完成后，碰撞檢查的結果會自動輸出到可視化界面上，并提供出具體細致的報告文本，其內容包括碰撞點總數、硬碰撞點數量、間隙碰撞數量以及碰撞部分的具體點位、圖紙編號、處理建議等。在此基礎上，設計人員即可根據碰撞檢查報告對三維模型的相關參數、結構進行優化調整。其后，對于調整后的三維模型，重復進行碰撞檢查與優化調整，直至無碰撞情況存在，即代表圖紙方案達到最優狀態，不會在橋梁工程的建設過程中出現土建施工與安裝施工相沖突的問題［1］。

1.3橋梁工程設計功能拓展的優化

在傳統的“2D時代”當中，橋梁工程設計圖紙的信息體系由點、線、面、數等平面元素構成，因此在使用功能上存在較大限制，無法實現工程信息的深層次、多元化解釋與利用。而在步入依托BIM技術的“3D時代”后，橋梁工程設計圖紙可表現出突破性的功能拓展。例如，可將BIM技術與快速成型技術結合起來，把計算機系統中的橋梁建筑模型打印塑造到現實環境當中，從而幫助相關人員更加直觀地對工程效果進行預測與評價。再如，BIM軟件平臺中的三維模型與數據信息既能被計算機系統直接讀取，也能保存、上傳到數據庫當中。所以，相關人員在設計完成橋梁工程的基本模型圖紙后，可運用未來表格、預算通等輔助工具，進行工程量的計算分析，從而為工程設計經濟性的進一步強化、工程成本的精準預算提供有力依據。

2基于BIM技術的橋梁工程設計優化

2.1橋梁工程施工活動模擬的優化

橋梁工程具有環節多樣、環境復雜、工期較長等特點，因此勢必會在實際施工中面臨多種風險問題。對此，通過BIM技術進行施工活動的預先模擬，可顯著強化施工風險的規避與應對能力，為橋梁工程建設實踐的安全施工、高效施工提供保障。例如，相關人員可依托BIM軟件平臺與可穿戴設備，進入到虛擬漫游模塊構建出的信息化情境當中，從而沉浸式、直觀化地對施工環境的整體狀態、現場管理的視野死角、施工現場的高風險區域等進行充分感知，并制定出有效的事故應急預案、安全教育方案與施工管理策略。再如，相關人員可在三維模型的基礎上，啟用BIM軟件平臺的時間變化模塊，以此模擬出動態推進的施工活動變化周期，從而對不同施工強度、施工效率下施工進度的實際情況進行考量，由此規劃出最佳的施工進度分配方案，為橋梁工程的按時保質完成夯實基礎。

2.2橋梁工程施工過程管理的優化

與傳統中平面化、固定化的圖紙方案不同，BIM技術下的數字化模型圖紙、信息化施工方案是可控制、可流動的。在橋梁工程的建設實踐中，相關人員可依托各類傳感裝置對BIM軟件平臺進行現場情況的實施反饋，從而充分發揮出工程模型對材料進場路線規劃、施工人員現場調度、施工工序動態調整等方面的支持作用。此外，相關人員還可在工程模型中標記出高風險區域，并將配備有傳感裝置的安全帽發放給一線施工人員。這樣一來，一旦有人員進入到高風險區域當中，工程模型或安全帽便會出發告警機制，從而有力保障橋梁工程施工活動的安全化、穩定化運行。

3結論

總而言之，將BIM技術融入到橋梁工程的建設實踐中，可在消除傳統時期弊病問題的基礎上，極大程度地實現工程設計與施工管理的優化，從而為橋梁工程施工建設的安全化、穩定化、經濟化、高效化提供充分保障，達到可觀的技術應用效果。

參考文獻

［1］朱紅軍，孫建鋒.BIM技術在橋梁工程設計與施工中的應用研究［J］.中國新技術新產品，2020（06）：102-103.

作者：馬進文 單位：江西宜春