BIM技术在市政桥梁设计中的应用分析

BIM技术在市政桥梁设计中的应用分析

李小锋

南通市市政工程设计院有限责任公司，江苏 南通 226000

摘要：BIM技术是一种信息化的建模技术，将该技术应用到建筑施工过程中，可以提升工程建设效率，提高工程资源利用率。文章联系市政桥梁建设具体情况，对BIM技术在市政桥梁设计中的应用方向、具体应用加以讨论，同时提出几点看法，以供参考。

关键词：BIM技术；市政桥梁；设计；应用

近年来城市化进程不断推进，城市与城市之前的交通往来不断增强，传统的道路交通难以满足城市发展的要求，加速道路桥梁建设势在必行。传统的2D市政桥梁施工设计在应用方面存在弊端，应用时容易发生执行效率低、专业协同难的问题，影响工程正常推进。相关人员应转变设计理念，积极将BIM技术应用到市政桥梁设计当中，促进桥梁设计行业的信息化发展。

1 BIM技术在市政桥梁设计中的应用方向

1.1初步设计过程中的应用

进行桥梁工程的主体结构、配套设施的建模设计时，设计人员可使用BIM技术，使配套设施与整体道路桥梁工程相协调[1]。建模设计结束后，设计人员对其进行检查，发现错误及时更改，未发现错误则使用BIM软件生成设计文件。在此过程中，设计人员需要结合工程信息解决设计之间的冲突，比如根据信息提前分析市政桥梁工程建设过程中可能发生的问题等等，并提前做好预案设计，避免因施工过程中的设计变更影响工程的正常推进。

1.2建模造型过程中的应用

BIM技术可被应用于市政桥梁的建模造型过程中。工作时，设计人员可使用BIM平台整合与工程相关的资料，如工程图纸、设计参数等等，为桥梁工程模型构建提供数据支持。之后，设计人员使用BIM软件对工程设计进行碰撞检查，通过检查得到桥梁工程的碰撞报告，并根据报告分析工程建设过程中可能出现的各类问题，如施工交叉、停工待料等等。比如，设计人员使用BIM技术构建四维建设模型，通过添加时间线的方式模拟工程的正常建设，通过观察模型分析工程设计在实际施工时的应用效果，继而不断优化施工设计。

1.3整体优化过程中的应用

整体优化在建模造型之后。当设计人员使用BIM技术发现工程建模造型中的问题后，对问题报告进行汇总，针对性地提出解决措施。比如，针对桥梁工程设计中得分较低的选项，设计人员可使用BIM技术对其进行优化，并在优化后重新进行碰撞检查。在此过程中，工作人员需要将模型的整体结构作为判断依据，决定是否要在工程设计中进行排水设计优化、路灯设计优化等等。在完成系列工作后将不同的数据信息及时归档，确保相应的图档、三维立体模型、四维施工模型等内容与工程关联，为日后的施工管理提供便利条件[2]。

1.4地下管线设计中的应用

市政桥梁的地下管线设计是一项复杂的工作内容。设计人员需要在工作中考虑不同专业工程平面位置、竖向高程的具体情况，再对其进行综合设计。正式施工之前，设计人员需要提前做好管线具体走向、管线的种类、管线的管径参数等内容的设计，以免因管线设计问题影响市政桥梁工程质量。

2BIM技术在市政桥梁设计中的具体应用

BIM技术通过数字信息仿真模拟技术完成建筑工程项目的搭建，具有信息完备、信息关联、可视化程度高、协调程度高、优化性良好等技术优势，将其应用到市政桥梁工程的具体设计工作中，可以提升设计质量。

2.1应用BIM技术分析施工区域地形

市政桥梁工程建设场地的选择对桥梁工程建设有着直接影响。设计人员必须做好场地规划设计，才能够保证市政桥梁工程设计的质量。在过去的一段时间内，设计人员只能使用人工方式进行场地的规划设计，比如人工实地勘测、人工规划设计等等，这样的方式不仅消耗了大量的人力物力，还存在精确度不高的问题。针对此类问题，设计人员可以使用BIM技术进行工程的场地规划设计。比如，设计人员先收集较多与工程相关的数据信息，使用BIM技术建立3D信息技术模型，对工程的地形地势、环境因素、测量数据、地形点高程信息进行分析。在此过程中，设计人员将收集到的市政桥梁工程数据进行汇总处理，并将其输入BIM工程数据资源信息库中，借助BIM软件的具体功能对其进行分析处理，从而建设可视化程度高的建筑信息模型。这样，设计人员根据模型对桥梁施工区域的地形进行可视化分析，可以得出更多有用的结论。

2.2应用BIM技术设计工程施工模型

过去的市政桥梁工程设计中，经常存在施工设计落实难的问题，其原因在于施工设计未提前做好变更预案[3]。针对这一问题，设计人员可使用BIM技术设计3D模型、4D模型，借助模型模拟施工设计实际应用的具体情况，以便设计人员在设计阶段掌握工程建设时可能发生的问题，并作出设计变更。完成模型构建后，设计人员可将工程工期、工程成本预算、工程劳动力人数、机械设备数量等数据输入建筑信息模型中，进行施工模拟。观察模拟阶段发生的施工项目碰撞问题、施工设备故障问题、施工人员意外受伤问题、模拟施工进度与设计施工进度不相符问题等等。通过构建模型、运行模型找出施工设计中存在的瑕疵，及时查漏补缺，实现对BIM建筑设计的优化，进一步提高工程设计方案的可操作性。

2.3应用BIM技术计算具体施工数据

第一，设计人员可使用BIM软件计算分析可能影响工程正常进行的因素，并根据现有数据计算、分析桥梁的各项数据指标。比如，设计人员将桥梁工程建设区域的气候数据、地质环境信息数据输入BIM模型当中，通过动态化的计算出桥梁的承载力指标、排水能力指标、耐久指标等等，以便设计人员分析当下的设计强度是否满足桥梁工程的投入使用要求。第二，设计人员可使用BIM的云计算功能提高市政桥梁工程设计的数据准确性。将市政桥梁工程建设应用的构件数据信息输入BIM平台，通过云计算对各个构件种类的数量信息进行分析，使数据精确到小数点后四位。这样，设计人员可在设计阶段实现工程的成本控制。

2.4应用BIM技术优化项目管理设计

提前做好项目管理设计有助于提高桥梁工程建设的规范性。对此，设计人员可从以下几方面做起：第一，使用BIM技术做好质量管控设计。以BIM技术为依托，设计人员进行场布设计、图纸会审、可视化三维交底等多项设计，通过设计1:1的节点模型拆分工序，以高度可视化的形态为施工人员展示施工设计，从而提高桥梁工程技术交底效率。比如，设计人员可使用三维较低的方式对异形曲面的构造进行交底，通过可视化的交底操作让工人明确各个转角的形状、构造、尺寸，在设计阶段做好工程质量保证措施。第二，使用BIM技术做好进度管控设计。直观展示项目进度与时间计划之间的关系是BIM技术的功能之一。设计人员可使用BIM技术验证施工工序，通过可视化验证、模拟施工工序对施工进度计划进行优化，比如设计周进度施工模型、月进度施工模型等等，实现对工程的进度设计优化。第三，使用BIM技术做好桥梁工程的材料管控设计。设计人员对市政桥梁工程的现场工程量、模型实物量、预算清单量进行三算对比操作，如此计算出现场对施工材料的需求。设计人员提前做好月度物资、清单、完工的对比设计，并出示材料管控方案，为工程建设期间的材料管理提供参考。

3结束语

综上所述，BIM技术在市政道路桥梁设计工作中的应用范围极广，做好该技术的应用对于提高桥梁设计效率、提升桥梁结构安全性有着积极意义。设计工作人员必须不断探索BIM技术，并将BIM技术合理应用到施工区域地形分析、施工模型设计、管线分布设计当中，从而提升市政道路桥梁工程的设计质量。

参考文献：

[1]俞琦.基于BIM平台的市政桥梁工程设计与应用[J].智能城市,2021,7(18):80-81.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2021.18.038.

[2]董祯保.BIM技术在市政道路与桥梁设计中的应用[J].建材与装饰,2020(19):261-262.

[3]付喜娟.BIM技术在市政桥梁施工管理中的应用[J].建材与装饰,2020(09):241-242.