市政橋梁設(shè)計管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用

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關(guān)鍵詞：裝配式；市政橋梁設(shè)計；BIM技術(shù)；關(guān)鍵點

引言

隨著國家社會主義現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)和城市建設(shè)步伐的加快，國家對于城市基建的建設(shè)也越來越重視。以市政橋梁為例，其作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，其建設(shè)是一個城市發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，同時又是城市基建的一個重要組成部分。市政橋梁的好壞對于交通運輸領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)步具有極為關(guān)鍵的影響，而且與廣大群眾出行的安全具有極為緊密的關(guān)聯(lián)。在裝配式市政橋梁設(shè)計中由于涉及到的內(nèi)容多、周期短、建模軟件缺乏，因此尋求一種能夠有效解決以上問題的技術(shù)就顯得十分緊迫。BIM技術(shù)的出現(xiàn)可以讓設(shè)計人員以更加直觀的方式對市政橋梁模型進(jìn)行設(shè)計，并且能夠?qū)δＰ椭写嬖诘囊恍﹩栴}進(jìn)行有效的分析和整改，是實現(xiàn)裝配式市政橋梁全生命周期設(shè)計的必要條件，最終達(dá)到提高市政橋梁設(shè)計質(zhì)量的目的，市政橋梁設(shè)計BIM技術(shù)的應(yīng)用如圖1所示。

1BIM技術(shù)模型中的設(shè)計種類

1.1構(gòu)件類型

一般的市政橋梁構(gòu)件類型中，bim技術(shù)所占比例較大，其中市政橋梁材料、幾何尺寸等都屬于BIM包含的范圍。市政橋梁材料和幾何尺寸等都能以直觀清晰的方式呈現(xiàn)出來，易于工作人員的理解。尤其是節(jié)點等方面的設(shè)計，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠快速地分析構(gòu)件的用處。

1.2整體和層次間的關(guān)系

在BIM未使用的時候，工作人員要明白就必須要進(jìn)行模型構(gòu)造。在模型的構(gòu)件中很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)材料工作人員無法輕易的掌握和理解，BIM技術(shù)的出現(xiàn)能夠以模型的方式對橋梁實現(xiàn)改造，從而讓工作人員以一種更直觀的方式理解設(shè)計方案。同時BIM技術(shù)中的協(xié)調(diào)性能夠很好的消除設(shè)計和施工中存在的問題，保障部門間的合作與分工，從而達(dá)成整體和層次之間的關(guān)系，BIM市政橋梁設(shè)計的整體性如圖2所示。

2BIM技術(shù)在裝配式市政橋梁設(shè)計中應(yīng)用的關(guān)鍵價值點

2.1提高裝配式市政橋梁設(shè)計效率

傳統(tǒng)預(yù)制市政橋梁設(shè)計施工圖的設(shè)計是在平面上，形成二維市政橋梁圖紙，單獨的節(jié)點位置畫一個三維的表達(dá)，市政橋梁設(shè)計方法為一個特定的節(jié)點分離，更難以實現(xiàn)預(yù)制現(xiàn)澆構(gòu)件預(yù)制分離，不能對一小部分進(jìn)行整體設(shè)計和布局優(yōu)化。預(yù)制市政橋梁設(shè)計BIM軟件可以實現(xiàn)市政橋梁集成優(yōu)化各專業(yè)圖紙，BIM軟件可以提供預(yù)制市政橋梁基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)設(shè)計，2d設(shè)計轉(zhuǎn)化為3d設(shè)計市政橋梁圖紙，運用可視化三維模型，可以直接發(fā)現(xiàn)問題和改進(jìn)。與傳統(tǒng)的設(shè)計方法相比，由BIM軟件建立三維模型更準(zhǔn)確，可以加快完成設(shè)計圖紙，減少返工，確保施工進(jìn)度。基于BIM的三維模型，其可視化能夠方便修改，在施工前能夠模擬實體市政橋梁，減少設(shè)計的錯誤，使市政橋梁模型符合建設(shè)項目的實際情況，最終提高了裝配式市政橋梁各專業(yè)的設(shè)計效率。

2.2精細(xì)化設(shè)計降低裝配式市政橋梁的設(shè)計誤差

因為預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的復(fù)雜性，施工圖經(jīng)常遇到墻、管等情況，以往設(shè)計方法設(shè)計的圖紙，即使是二維圖紙，上面的問題是不容易找出來的。在施工的時候，問題就會暴露出來，碰撞發(fā)生后，建設(shè)單位不得不要調(diào)整施工方案，避開碰撞的地方，這樣就會導(dǎo)致使用的市政橋梁材料增多，拖慢了施工進(jìn)度，最終導(dǎo)致項目不能按時完成。BIM軟件就不會出現(xiàn)這個問題，有了三維模型后，模型會被軟件自動檢測、評審，模型設(shè)計中存在的問題歸納為一起，設(shè)計人員收到問題信息后對設(shè)計方案進(jìn)行整改、修正。整改、修正完畢，BIM軟件又重新檢測、評審三維模型，并再次提示錯誤，如此反復(fù)多次，直到所有問題都得到解決。

2.3實現(xiàn)裝配式預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)化的原則是：簡化、統(tǒng)一、系列、通用、組合、模塊。統(tǒng)一化、通用化其實概念差不多，在裝配式建筑設(shè)計中為了使預(yù)制構(gòu)件能夠共用模具，節(jié)約成本，通常使構(gòu)件做到形式統(tǒng)一。復(fù)制、旋轉(zhuǎn)可以認(rèn)為是相同構(gòu)件的，而鏡像卻是不同構(gòu)件，在傳統(tǒng)項目總體規(guī)劃的時候通常見到互為鏡像的樓棟相拼，而在裝配式項目中比較多的是平移關(guān)系。組合化、模塊化則將單一的構(gòu)件賦予變化，通過一種構(gòu)件甚至多種構(gòu)件的排列組合形成不同的變化形式，這在市政橋梁的正型、立面以及使用功能上都有反映。

2.4在市政橋梁設(shè)計協(xié)同中的應(yīng)用

BIM模型將各個學(xué)科整合成一個三維模型，不僅可以準(zhǔn)確直觀地觀察各個學(xué)科中構(gòu)件的布局和布置，還可以觀察各個學(xué)科中構(gòu)件之間的相關(guān)位置關(guān)系。此外，在BIM三維協(xié)同環(huán)境下，與設(shè)計、施工、機電安裝等協(xié)調(diào)準(zhǔn)確高效，同時還可以對裝配件進(jìn)行進(jìn)一步的布置，提高合理性和利用率。在市政橋梁設(shè)計的過程中使用BIM技術(shù)，能夠保證設(shè)計人員共同完成設(shè)計，并且對各項信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，從而增強市政橋梁設(shè)計的協(xié)調(diào)性。運用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)市政橋梁設(shè)計數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。首先，中間的數(shù)據(jù)文件能夠作為連接因素，使用不同的軟件進(jìn)行設(shè)計也可以將信息等進(jìn)行合理的整合。除此之外，建立中性數(shù)據(jù)庫，將所得到的信息都集合到一個處理平臺上，再通過處理平臺對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終實現(xiàn)信息之間的共享。

2.5應(yīng)用于市政橋梁的可視化設(shè)計

BIM模型不僅可以被各個學(xué)科共同審查，而且可以在三維可視化環(huán)境中準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)各個學(xué)科的問題，同時解決多學(xué)科之間的協(xié)作難題。在土建施工過程中，相關(guān)施工人員在輸入各構(gòu)件的材料、幾何尺寸、圖中標(biāo)識、機電信息等信息后，即可準(zhǔn)確地進(jìn)行施工澆筑和安裝。同時BIM技術(shù)具有可視化的優(yōu)勢，因此能夠保證項目參與者很好地理解市政橋梁的設(shè)計布局和其中的一些細(xì)節(jié)。除此之外，BIM技術(shù)還能夠讓設(shè)計者對市政橋梁設(shè)計中存在的問題做到及時發(fā)現(xiàn)和解決，最終得到各方都滿意的設(shè)計。

2.6確保市政橋梁數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤

預(yù)制構(gòu)件市政橋梁竣工驗收的時候，要對市政橋梁資料進(jìn)行復(fù)核，確保市政橋梁質(zhì)量過關(guān)，安全可靠，住在里面沒有危險發(fā)生。使用以往的市政橋梁設(shè)計方法建造預(yù)制構(gòu)件市政橋梁，到竣工驗收時往往很費時間，這主要是由于預(yù)制市政橋梁設(shè)計復(fù)雜，包含的數(shù)據(jù)信息非常多，人手計算繁雜，容易出錯，需要多次計算，計算的過程中，工作人員會發(fā)生分歧，引起驗收階段不容易和驗收花費時間太長。裝配式市政橋梁全生命周期設(shè)計應(yīng)用BIM軟件能夠解決竣工驗收階段的數(shù)據(jù)核算問題，預(yù)制市政橋梁設(shè)計的所有數(shù)據(jù)資料都在BIM系統(tǒng)里面，每個項目各自創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，工作人員可以通過BIM系統(tǒng)審查數(shù)據(jù)庫的資料的正確性，這個可以作為施工項目驗收的理論憑證。

3結(jié)語

由上可知，伴隨經(jīng)濟(jì)飛快的發(fā)展進(jìn)步，使城市化進(jìn)程逐漸加速，在城市化建設(shè)的同時使得城市的交通面臨著巨大挑戰(zhàn)。在城市中，市政橋梁的建設(shè)為建設(shè)中極為關(guān)鍵的內(nèi)容，市政橋梁的建設(shè)增多將會于一定程度之上使得交通所產(chǎn)生的壓力得到緩解。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠極大的促進(jìn)我國市政橋梁行業(yè)的發(fā)展。在裝配式市政橋梁設(shè)計當(dāng)中，橋梁學(xué)科與其他各學(xué)科之間的協(xié)調(diào)與溝通是非常重要的。甲方、設(shè)計、施工等人員可以通過BIM進(jìn)行溝通，BIM系統(tǒng)實現(xiàn)了信息的共享。甚至可以通過四維模型來模擬施工，使設(shè)計中的問題得以馬上解決。但當(dāng)前BIM裝配式市政橋梁全生命周期中的應(yīng)用還不是很成熟，如在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、市政橋梁運維階段，這需要市政橋梁工程各個專業(yè)共同的配合與努力，對BIM進(jìn)一步加以探究和分析，使其在市政橋梁工程中得到更好的應(yīng)用。因此，在市政橋梁行業(yè)的發(fā)展過程中，要不斷深入對BIM技術(shù)的研究與運用，將BIM技術(shù)與裝配式市政橋梁很好的結(jié)合起來，保證BIM技術(shù)能夠在市政橋梁行業(yè)中的成熟運用。除此之外，我國應(yīng)加強對BIM建模軟件對裝配式市政橋梁各專業(yè)及各階段適配的研發(fā)力度，才能保障BIM技術(shù)在市政橋梁行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。

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作者：李華 單位：重慶市市政設(shè)計研究院