基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究

任腾先，高崇威

（中交公路规划设计院有限公司，福建 厦门 360000）

摘　要：BIM技术作为现代工程行业的新型技术，已经得到了一定的使用，本文分别从设计及施工阶段，展开对BIM技术在桥梁工程中的应用进行分析，以期能够提高桥梁的建设效率，降低工程成本，延长使用寿命。关键词：BIM；桥梁工程；设计与施工

中图分类号：U442.5          文献标志码：A           文章编号：1006-20（2019）07-0178-02

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＢＩＭ

Ren Xianteng，Gao Chongwei

（CCCC Highway Consultants CO.，Ltd. Xiamen，Fujian 360000）

Abstract：As a new technology in modern engineering industry，BIM technology has been used to a certain extent. This paper analyzes the application of BIM technology in bridge engineering from the design and construction stages，in order to improve the construction efficiency of bridges and reduce engineering costs，extension of useful life.Key words：BIM; Bridge Engineering; Design and Construction

BIM技术的使用，能够在很大程度上提高桥梁的建设效率，减少桥梁设计漏洞，提高施工质量，全过程控制施工安全与进度，降低工程成本，还可以实时建设全过程的监测，从各个方面把控桥梁的建设。本文将从设计阶段的快速建模、模型计算、图纸输出、工程量统计以及施工阶段的数字信息化施工、施工模拟、安全数据信息管理几个方面展开重点的研究。１　ＢＩＭ的桥梁工程设计中的应用１．１　快速建模

在桥梁的设计阶段，如果可以根据桥梁的特有结构形式，开发出面向对象桥梁工程的BIM建模系统，在该系统中的面向对象，就是在桥梁中常见的结构部位，由此，可以形成构件固定的对象。这个过程在Revit软件中，就是族的概念。在此基础上，可以开展参数化的桥梁设计。Revit软件主要针对的是建筑行业，所以，软件内置族基本大多是与建筑结构有关的。然而，族是可以自己制作的，并且在很多的国际工程中，一些设计师会将族进行免费共享。在桥梁结构中，不同的构件信息会有其独自的数据信息模型。通过不同的参数，可以将这些数据信息快速输入至3D模型中。１．２　模型计算

在桥梁模型的计算中，主要包含整体模型的计算与局部模型的计算两大部分。由于在设计阶段建立了桥梁信息的数据模型，所以，在进行整体计算的时候，可以从数据模型中提取出相关的数据信息，但是，由于桥梁工程的整体计算具有一定的特殊性，所以在整体计算的时候要注意对桥梁结构进行简化，

作者简介：任腾先（1982-），男，山东青岛人，硕士，工程师，研究方向：桥梁与隧道工程。简化过程要建立在计算理论及计算机能力之上，如果桥梁构件的关联性足够好，那么在模型中的数据信息传递的成功率就会越高，大大提高了建模效率。１．３　图纸输出

目前，桥梁工程设计的最终任务是将2D图纸交付于业主单位，这也符合目前的工程流程。所以，在整个桥梁工程的建设中，生产过程与管理过程都是围绕着2D图纸进行的。从目前的技术角度来说，这种方式阻碍了BIM技术在我国的进一步发展。

桥梁工程的发展经历了很长的时间，但是到如今，除了要求其具有最基本的跨越通行功能，对其美观性也有了更高的要求。现代的桥梁设计工程师，期望可以驾驭更加富有美感的桥梁结构形式及几何曲面。显然，2D设计技术无法满足对桥梁三维立体几何形态的效果表达。在这种背景下，3D设计的出现为桥梁工程设计的变革带去了新的动力。

3D设计可以比较精确的表达出桥梁造型中比较复杂的几何特点，与传统2D技术中CAD绘图相比，3D技术在几何特征的表达上几乎不存在障碍，不管是哪种复杂的造型，都有可以表现的游刃有余。在“北京当代十大建筑”中，首都机场3号航站楼、国家大剧院、国家游泳中心等建筑，属于中国著名建筑的前列。这些建筑几乎无一例外的无法利用2D图形进行表达，这也在一定程度上预示着3D设计技术将在工程设计领域走向高端。１．４　工程量统计

在2D时代，桥梁工程的设计成果全部反映在图纸上，平面图纸的储存仅仅局限在点、线、面等基本信息，无法利用相关软件直接计算出CAD图纸中所包含的构件数据信息，因而，

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2019年7月江西建材施工技术与管理还需要花费人工对相关构件的信息进行计算，包括工程量的计算与统计，这种方法不仅花费大量的人工，还容易出现错误，并且出现错误之后不容易校对。随着技术发展，人们可以利用相关专业软件进行量与价的计算，这种方法虽然也是建立在建筑模型之上，但是一旦出现设计变更，也需要对模型进行修改，如果出现数据滞后问题，那么工程量也会出现滞后，其本质也失去了该具有的作用。但是BIM技术的使用，可以将全部的工程信息存储与建筑模型中，而且这些数据信息可以直接被计算机读取，从而快速获得构件的工程量，并可以完成对相关工程量的统计，大大节约了时间，同时也降低了人为因素造成的错误率。除此之外，当出现设计变更时，变更部分的工程量也会随之变化，直接输出真实有效的工程量。

利用BIM获得的工程量数据，可以用于方案制定中对于成本的估算，继而对不同方案进行成本上的对比，获得最为经济性的方案，同时，可以将这些工程量与施工完成以后的工程量进行对比，完成工程决算。

２　　ＢＩＭ在桥梁施工阶段的应用研究２．１　数字信息化施工

在BIM技术的应用中，将该技术与数字化系统进行融合，实现施工过程中施工工序、施工流程、技术的选择等的信息化。在桥梁工程的施工中，部分构件需要在场外加工，特别是一些钢结构的构件，在工厂加工完成之后运输至施工现场，然后在通过吊装施工进行现场的安装工作，比如预制混凝土构件、钢结构构件等等。

利用数字信息化的施工，能够完成桥梁构件的自动预制，采用工厂化的技术手段，可以克服施工现场的环境、技术等外在因素引起的质量缺陷，大大提高构件的生产质量，提高构件的稳定性，同时，还可以为施工现场节约一部分的施工工期，对于整个施工工期的掌控具有积极意义。２．２　施工模拟

桥梁工程的施工是一个动态化的过程，随着施工进度的推进，工程的整体规模就越来越大，施工操作也越来越困难，因而管理难度也越来越高。目前，在施工管理中一般会用甘特图来编制施工进度计划，但是这种方法对专业性具有很高的要求，

并且不能达到可视化的施工管理，因而，无法精确的对施工进

度进行表达，不能准确的弄清楚各个专业之间的关系，因而，想要实现施工现场的动态化管理具有很大的难度。

在施工进度管理中引入BIM技术，则可以建立一个基于一个时间信息与空间信息的4D模型，将整个施工现场精确、直观的反映出来。

在引入BIM4D模型之后，可以根据项目的特点，编制详细的、同时满足各个专业施工要求的施工进度计划，对现场进行全方位的把控，还可以优化现场的布置与资源的配置，做到对整个施工现场中的进度、资源、质量等的统一管理，最终达到提高施工质量、控制施工安全、保证施工工期、降低施工成本的目的。

在施工模拟中，碰撞技术具有重要意义，可以在最大程度上减少施工中的错误，避免各个专业之间的信息错误，避免因考虑欠缺而产生的额外费用，提高施工效率。２．３　安全数据信息管理

在桥梁工程的施工阶段，利用BIM安全数据信息管理平台，对工程中涉及的安全信息进行搭载，通过平台的数据集成功能，将安全信息进行共享，使得各个参建单位都能及时了解现场的安全状态。在施工中，有效地利用安全数据信息，能够为下一步的工序提供指导，在很大程度上杜绝了由于对安全状态分析不到位而造成的安全事故，有效提高施工安全。３　结语

总之，BIM既可以在建筑工程中发挥其优势，也能够在桥梁过程中大展身手，为桥梁工程的发展带去重要边改。随着BIM的发展，桥梁工程要顺着时代的发展，乘风而上，利用BIM技术带来的优势，充分推动桥梁工程的进一步发展，为企业带去更多的经济效益。参考文献

［1］沈海华，王银辉.基于BIM的桥梁养护管理应用初探［J］.公

路与汽运，2016（4）：280-283.

［2］刘智敏，王英，孙静，等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用

研究［J］.北京交通大学学报，2015，39（06）：80-84.

行业资讯

绿色节能建材——发泡陶瓷

继陶瓷大板之后，陶瓷行业下一个热点产品是什么?下一个风口在哪里?

在瓷砖的装饰功能发挥到了极致后，功能瓷砖成为各大陶瓷企业开发的重点，但功能陶瓷还处于推广阶段，在终端的销售却差强人意，去年处在风口的负离子瓷砖在今年也声音中落了，发热瓷砖应用范围有限，而在今年的潭州工业展上，我们看到了一种新型材料——发泡陶瓷，这种环保型材料有望成为下一个风口。

据了解，发泡陶瓷采用陶瓷厂生产时所产生的废料渣、切磨及抛光粉、矿山开采废弃尾矿等制成，可消耗大量的建筑垃

圾。应用于各类民用建筑、工业厂房、写字楼、大型公共场所的建筑墙体及外墙装饰雕刻造型等，还具有绿色环保、轻质抗震、隔音隔热、保温抗渗、防火防潮、无放射污染优势。作为一种变废为宝、环保节能的绿色建材，与传统的外墙保温材料相比，发泡陶瓷有着不可忽视的优越性能，且可广泛应用于建筑节能等领域。

住房和建设城乡部发布，到2020年城镇新建建筑中绿色建材面积要超过50%，绿色建材应用比重要超过40%，节能建筑比重要超过60%。发泡陶瓷材料保温性能符合节能建筑要求。而这些年来，在国家产业等推动下，发泡陶瓷作为绿色节能建材，将迎来历史性发展机遇。

来源：陶城信息

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