BIM技术在市政桥梁设计中的应用①
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作者:王野
摘 要：本文以目前市政桥梁设计现状为出发点，依据当前市政工程桥梁设计的模式，总结当前市政桥梁设计中存在的问题和缺陷。结合当前城市对桥梁设计的需求，探讨BIM技术在当前桥梁设计中运用的优势，对市政桥梁施工领域的信息整合、安全性提升、计算精准性、和BIM技术模拟性优势做出详细阐述，合理地给出技术应用带来的设计前景，但同时也给予一定的发展建议。
关键词：市政工程 BIM 技术 设计 桥梁
中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0026-02
近些年城市化不断推进，城市间经济交流不断加强，但道路交通难以满足当前城市发展的荷载，桥梁工程已成为连接城市间交通运输、拓宽经济交流、促进社会沟通的重要工具。目前，传统的市政桥梁设计大部分仍然按照2D的设计方式。在这种方式下不仅执行效率低、信息沟通难度大、专业协同困难、设计量大，而且在一些安全性、耐久性等设计方面还存在较多的不合理。因此结合BIM技术，转变传统的设计理念，不断地优化桥梁设计，有利于丰富市政桥梁设计的技术手段，提高桥梁设计行业的整体水平。
1 市政桥梁设计现状
1.1 市政桥梁设计缺乏专业协调
桥梁工程综合程度较高，桥梁的设计过程比较复杂，不仅需要考虑各专业领域的设计合理性，而且还要保证专业间的协调。在传统的市政桥梁设计中，设计图纸往往是分别由相应专业负责相应领域的图纸绘制工作，这就导致在设计过程中，不能及时地沟通协调，导致各专业间在设计过程中出现图纸相矛盾的现象，给后期桥梁施工作业带来了极大困难。
1.2 市政桥梁安全性设计技术缺乏
橋梁工程在设计过程中不仅要保证整体的美观性，还要兼顾整体桥梁的安全性，我国目前在市政桥梁中安全性方面的设计还处于低级阶段，在桥梁结构设计方面，主要还是通过技术人员依据现有的设计规范或者已有工程的案例进行人工设计，在这过程中由于桥梁工程所处的环境不同，往往仅限于图纸和规范中所要求的一些指标，不能充分考虑涉及实际因素。
1.3 市政桥梁设计缺乏后期施工方案
桥梁工程主要分布在城市交通复杂、地势险峻的地段，因此不仅对设计要求较高，而且对施工技术水平要求较大。目前，在建筑行业主要还是按照传统先设计后施工的方式进行工程项目建设，往往在设计过程中不能结合实际施工所需要的施工条件，导致在后期施工困难，不仅严重影响工程的整体进度，而且使工程所消耗的资源和资金的增加。
1.4 市政桥梁设计数据不够准确
在传统的桥梁工程的设计中，不论是桥台的尺寸、高程、锚块的大小、位置，还是桥台所需要的混凝土量，都是通过借助CAD图纸人工进行设计，由于桥梁工程中结构较为复杂，不同型号、大小的构件较多，不仅计算繁琐需要消耗大量的人力，而且出现的错误比较多，人工计算产生误差较大。容易影响整个工程的结构性和安全性。
2 BIM技术在市政桥梁设计中的应用及建议
随着近年来BIM技术的不断发展，BIM技术已经逐渐覆盖到市政工程领域中，不仅能够克服以往桥梁设计中的问题，而且还能够为今后桥梁设计的工作提供建议。通过对应用BIM技术的工程项目进行调研发现，BIM技术在市政桥梁设计中的应用和建议主要包括以下几个方面。
2.1 构建BIM云平台加强专业协作
桥梁工程设计之所以信息整合复杂、协同设计困难，是因为在传统的桥梁设计中信息的管理还停留在人工处理阶段，信息整合效率低下，信息传递慢。通过引进BIM技术，建立一个项目内部的BIM协同平台，能够将各专业部门收集到的信息或设计图纸上传到云平台当中，利用BIM技术云平台和云计算的功能，对信息的管理不仅安全、高效，而且信息的获取也更加便利。在后期设计的过程中各专业的技术人员可以通过电脑在云平台直接下载图纸信息，运用BIM绘图软件绘制三维信息模型，各专业部门、技术负责人可在云平台中对模型中出现的问题进行分析讨论，最终根据修改意见在平台中及时更新信息，大大提高了设计效率。
但是，目前关于BIM协同平台还处于发展的阶段，大部分还来源于国外的技术支持。不论是技术还是软件还不是很成熟，还需要我们在今后的发展自主开发平台、探索和发展新功能。
2.2 模拟多种场景提升桥梁安全性
在传统的桥梁设计中还是依靠人为经验或者已完工程项目的例子进行设计，难以结合具体的工程项目特点，很难保证项目的安全性指标。其中最根本的问题是技术的缺乏。利用BIM技术模拟性的优势，能通过在BIM软件中导入当地的气候、地质环境信息，加载当地各个时段可能影响工程安全性的因素，并且软件能够动态地给出桥梁承载力、排水能力、耐久性等各项安全性指标，技术人员可以根据指标来分析设计的强度是否满足实际技术规范和工程的要求，进而采取合理的改进方案来保证设计的安全性。
但是现阶段，BIM技术还在不断发展中，软件在持续的更新，BIM体系在不断的完善，在一些功能方面还有待提高，有些技术还停留在理论的层面，在实际工程实施中还存在一定的差距。还需要我们今后在工程建设当中根据实际情况，去不断地发展BIM，完善软件功能。
2.3 利用BIM软件进行深化设计，实现设计——施工一体化
桥梁工程在传统的设计过程中往往出现设计方案难以施工的问题，方案难以预见在工程当中可能出现的实际现场施工等问题。BIM技术的引进，能通过对工程进行3D数据模型的绘制，借助BIM技术特有的可视性与模拟性的特点，切实考虑现场施工的可操作性。在三维立体的设计的方式下，能够清晰地看到项目的整体概况，不仅使桥梁施工的思路更加清晰，而且能够根据现场条件模拟施工，最后结合现有的施工技术水平制定多种施工方案，保证后期施工的有序进行。
2.4 BIM云计算实现精准设计
数据的准确性是桥梁工程设计中最重要的指标之一，数据的准确性往往影响着整个工程建设的全过程，利用BIM技术能够对桥梁中的各个构件进行分析计算，得出各个构件种类的数量信息，能够很好地对成本进行控制。此外，BIM软件能够对数据精确到小数点后四位，数据计算能力、设计效率、构件的数据准确性均有较大提升。
但是对于BIM软件的应用来看，当前BIM行业人才较为短缺，大部分都为初学者，对软件的功能还不能够熟练掌握，在处理复杂的桥梁工程中难以发挥出BIM的优势。在今后的发展当中企业还需要重视BIM人才的培养，保证软件的利用率，以提高设计效率。
3 结语
综上所述，桥梁工程的建设是现代城市建设的重要部分，桥梁工程的设计对促进城市区域发展、缓解城市交通拥堵有着重要的意义。运用BIM技术在桥梁工程设计中，不仅可以提升桥梁设计的效率，保证桥梁结构的安全性和合理性，还能降低施工安全风险和资源成本的浪费。但是，目前我国BIM技术还处在不断的发展和探索的阶段，还存在很多问题，因此我们在学习的过程中应该从我们实际工程出发，不断地去完善和改进，进而更好地应用到实际的市政工程中去。
参考文献
[1] 闵锜.市政工程桥梁设计要点[J].工程建设与设计，2018，11（39）：118-120.
[2] 郭小土.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].科技风，2018（36）：112.
[3] 杨彪.BIM技术在市政道路施工中的应用[J].智能城市，2018（20）：116-117.
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