橋梁工程設計BIM技術的應用

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[摘要]針對BIM技術橋梁工程設計方面的應用，做了簡單的論述，總結了技術應用的效果和注意要點。從設計實踐來說，bim技術憑借自身強大的技術優勢，在實際應用中，發揮著優化設計方案、提升設計成果質量的作用，具有推廣應用價值。

[關鍵詞]橋梁工程；設計；BIM技術

近年來，建筑行業發展呈現出新特點，以工程設計為例，設計的高效性更強，得益于新設計手段的支撐。在橋梁工程設計中，BIM技術的應用較為廣泛，能適用于山區公路和高速鐵路等，其價值體現于在工程建設全生命周期實現各方信息交流，根據需求利用，BIM技術提高設計、施工和運維管理效率與質量。現結合工程實踐，分析BIM技術的具體應用。

1橋梁工程設計中BIM技術的應用形式

開展設計作業時，基于工程基本參數，創建橋梁模型，利用三維渲染工具，開展真實場景的渲染，同時能夠制作三維動漫，將橋梁和周圍環境之間的關系，以三維形式展現出來，強化了設計人員對設計理念的深度理解。利用BIM模型，模擬真實的橋梁三維動漫，能夠使得設計內容更加生動形象，豐富了涵蓋的內容。在優化設計階段，利用BIM模型，進行碰撞檢測和糾正，生成優化后的方案，并且輸出圖紙。橋梁架構的立體關系相對復雜，利用傳統的CAD設計方法，常見管道碰撞和構件位置沖突等各類問題，參與設計的人員溝通不暢，影響著設計方案的質量。而BIM技術的應用，利用自身的碰撞檢測等功能，有效的彌補了傳統設計方法的不足。

2橋梁工程設計中BIM技術的應用優勢

2.1協同設計

橋梁工程建設中，參與的單位較多，傳統施工模式下，多家單位由于協同溝通不暢，影響著工程施工作業，常見各類質量問題和安全問題等。利用BIM技術，進行工程設計，能夠在設計階段，促使施工單位和設計單位等多家單位的協同參與，將施工可能出現的問題提前解決，形成高質量的設計方案。在橋梁工程施工作業中，各家單位可以調用BIM模型內的數據信息，實現生產協同，提高作業的質量和效率。

2.2助力設計成果轉化

橋梁工程施工作業，部分結構構件較為復雜，例如橋墩預埋件，不僅種類多，而且結構復雜，增加了橋墩施工作業的難度。應用BIM技術，借助三維模型，生成三維圖紙或者動畫，直觀展示橋墩構件情況，實現了施工前的問題預判，通過及時優化施工方案，進行三維技術交底，使得施工人員全面領悟設計意圖，助力設計成果轉化。

3橋梁工程設計中BIM技術的應用實例

3.1案例概述

以某橋梁工程為例，主橋部分設計為高低塔單索面混凝土斜拉橋，總長度為645m，跨徑最大值為330m。具體情況如下：1）高塔塔柱高度為178.2m，總計29對斜拉索；2）低塔塔柱的高度為121.8m，總計15對斜拉索。西引橋總長度為1019.5m；東引橋總長度為263.5m。此橋梁設計，采用了BIM技術，獲得了不錯的成效。現結合此工程實踐，分析BIM技術的具體應用以及優勢展現。

3.2方案確定

從此橋梁工程實際來說，橋梁上部結構的設計，涉及到的支承以及懸臂施工體系較為復雜。0號節段的長度是25m，寬度為32.5m，區域內部沒有斜拉索設計，除了塔身支撐部位，縱橋向形成了約13m的大懸臂結構；從橫橋向來說，懸臂約16m；混凝土方量較大，約1150m3。此次的方案設計，面臨的主要難題為雙向大懸臂結構形式轉換為上部結構。目前，0號節段施工作業，主要采取的方案如下：1）方案1，落地支架現澆；2）方案2，托架現澆。將兩個施工設計，全部導入大橋柱墩BIM模型，開展對比分析，明確兩個方案的都具有一定的難度，綜合經濟性分析，生成方案3，將0號節段縱橋向，采取2次澆筑的方式施工。在第一次澆筑作業時，采取托架澆筑方式，長度約為11.2m，進而減少托架部分的工程量，降低工程設計難度。在第二次作業時，借助掛籃，對剩余的6.9m階段，開展對稱懸臂施工作業。方案3不僅降低了設計難度，增強了技術的可行性，而且實現了施工成本的合理把控。

3.3施工設計

按照所選的施工方案，進行精細化施工設計。單幅掛籃中的支點到后錨固定點的距離約10m，對比施工方案了解到首次澆筑所形成的0號節段，其長度為11.2m，若想實現2幅大噸位掛籃，存在著極大的難度，需臨時組拼掛籃，當后續節段施工完成后，長度達到設計要求后，再分離2幅掛籃。考慮到高空作業的安全性問題，盡量減少高空作業，保證焊接作業一次性完成，因此決定在橫橋向，采取錯位布置的方式，布置左右2幅掛籃，間距控制為0.75m，避開主縱梁重疊部位。主橋單索面寬箱梁設計增加了掛籃結構設計的難度，為有效把控支反力，決定使用前后支點相互結合的掛籃體系。在作業時，很多的錨固和吊掛等，都需預設孔洞，并且避免主梁結構上復雜的預應力布置增加設計難度。在設計時，為保證預留孔洞能夠達到節段預應力的布置基本要求，將類型不同階段的預應力布置，同主梁階段的進行對比分析，利用BIM軟件，構建主梁階段和掛籃以及預應力，借助系統的碰撞檢測功能，開展碰撞檢測分析。依據檢測報告，對存在沖突的構件，進行優化調整，確保工程設計的質量[1]。

3.4響應設計變更

設計是施工的指導依據，在橋梁結構設計時，要站在施工角度進行分析。橋梁施工設計量很大，尤其是托架和掛籃等，若橋型結構上各個尺寸發生變化，都會影響橋梁工程施工的進度和成本。在作業時，極易發生設計變更。為有效把控上述風險，在設計初期，將各類影響橋梁施工設計的參數，利用BIM進行監視。若發生設計變更，加載經過變更后的橋梁BIM模型，利用警告信息，能夠核查預警參數，分析其對設計的影響，最大程度上避免審圖不及時或者人為因素造成的漏查。

4結語

綜上所述，借助BIM技術，開展橋梁工程設計，能夠保證施工作業的質量和進度。在前期設計和優化設計的各個階段，利用BIM模型，有效的保障了設計方案的科學合理性。

參考文獻

[1]吳繼峰,劉志麗,杜戰軍.BIM技術在橋梁工程設計階段的應用[J].公路交通科技(應用技術版),2017,13(10):202-203.

作者：宮世梁 單位：中交公路規劃設計院有限公司