摘要：以桥梁工程设计为例，传统设计单一的二维图纸设计已很难适应现代桥梁的建设需要，这就需要我们在设计中引进新技术以满足现代桥梁的设计要求，BIM技术在桥梁工程设计中的应用对于设计方案优化、设计质量及生产成本等方面都要很好的体现。本文通过对BIM技术应用情况和桥梁工程设计特点进行说明，对BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用进行了探讨，并分析了BIM技术应用的意义，以供相关人员参考。
关键词：BIM,桥梁工程,设计,应用
1 BIM技术的发展和应用现状
BIM(Building Information Modeling)即建筑信息建模，是基于工程项目的各项数据信息进行模型建立，并通过数字信息仿真建筑的真实信息。通过BIM技术的应用，不仅可以提高建筑的信息化程度，使项目参与方能够很好的交流已达到工作协调，而且BIM技术对于建筑设计和施工的支持，可以大幅减少设计缺陷，从而使建筑工程的质量、进度以及成本等方面都能够显着提高。BIM技术作为一种新型技术产生于19世纪70年代。目前，欧美等发达国家已经得到了很好的应用和推广。但我国对BIM技术的应用起步较晚，人们对BIM技术的了解程度还不够深入，虽然近年来我国也进行了一定的应用并取得了一些成绩，但仍处于摸索阶段，对于在桥梁工程项目上的应用更是少之又少，需要我国桥梁建筑行业不断推广应用，以使我国的桥梁建筑工程行业更好发展。
2 桥梁工程项目的设计特点
桥梁工程是一项规模相对较大，工程较为复杂，并且需要结合地理环境以及实际生产因素而进行设计施工的综合性建设工程，其主要表现在以下几个方面。
(1）结构设计相对复杂。桥梁建设工程项目中的结构构件相对较多，且结构相对复杂，特别是很多构建连接点，从而导致桥梁工程设计需要考虑的因素也较多，否则，就会出现各种设计问题，比如，连接件错误、配镜错误等。传统的二维设计图纸主要依靠设计人员进行图纸校对，但因检测方法的局限性，导致很多设计问题难以及时发现，对于后续施工造成较大的硬性，质量返工及工期滞后等现象频繁发生。即便对于已经发现的设计问题，因二维设计技术的局限性也造成图纸修改的效率及准确性不高。
(2）构件数量和体积较大。各种类型的桥梁建筑工程，在设计过程中都必须从多个方面综合考虑桥梁构件的设计科学合理。桥梁工程中涉及的预制构件在数量、体积以及重量上都相对较大，设计时，必须结合施工环境、运输能力，现场起吊设备条件、施工工艺要求以及结构受力分析等多方面的因素综合进行设计。若因构件设计不合理，在施工现场发现构件尺寸或结构形式不正确，就必然进行图纸修改，或者对构件进行修改。不但影响施工进度，增加生产成本，同时，对于施工质量的也有一定的影响。特别是对于钢筋混凝土构件，一旦出现构件质量问题，大多数情况下只能选择报废，重新预制构件对于生产进度、成本等多个方面都得不到保障。
(3）施工环境相对复杂。和其他建筑工程相比，桥梁工程的施工环境相对比复杂，常常都面临着诸如跨河、跨山谷甚至跨海等情况，为保证桥梁工程项目的顺利推进和施工安全，必须在工程设计阶段针对实际环境制定相应的施工方案和具体措施。然而，不同的桥梁工程其施工环境也截然不同，虽然可以借鉴相似环境的设计经验，但同样难以保证施工设计方案可行有效，对于施工过程的顺利进行以及生产进度、质量、安全及成本等方面都有较大的影响。
3 BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用
BIM技术对于桥梁设计的应用主要表现在模型建立、方案检查、出具施工图纸、模拟施工以及数据监测等多个方面。
(1）模型建立。桥梁的BIM模型建立需要结合桥梁结构形式以及施工过程的各种因素，通过建模软件Autodesk Revit建立承台、标准梁、走道板等各类桥梁构件的参数化族库，制定相关的视图及明细表样板，并根据地质测绘基础数据和参数化族库建立桥梁的BIM模型。另外，设计人员可以利用建模软件的API接口开发桥梁各部分的配筋模块，对于钢筋图的设计生成、钢筋数量计算以及实体钢筋的快速布置都具有指导意义。
(2）冲突检查。在桥梁工程项目的设计阶段，BIM模型可以很好地进行设计校对、冲突检查以及工程量统计等。传统的二维制图模式不但不直观，且因为涉及的专业较多等因素，还会造成设计的不协调。但设计的任何一点疏漏都会直接造成工程施工的苦难，BIM技术的应用，使工程在建模的过程中可以及时发现施工图纸是否存在错误和不合理，提高了设计的准确率，同时，应用BIM技术可以自动生成工程的材料清单，检查材料以及工程量的正确性。
(3）出图模式设置。通过BIM技术的应用，可以使桥梁工程利用三位BIM模型生成施工图纸，在模型建立的基础上出具图纸对于图纸的准确性、合理性等都有很好的帮助，虽然建模时间相对较长，影响工作效率，但施工图纸的质量提高对于后期施工进度质量等都有很好的保障。
(4）施工过程模拟。桥梁工程项目因规模庞大、环境复杂以及涉及专业较多等因素，所以在施工设计及施工过程中必须协调好各专业间的影响，合理制定施工计划才能保证整个工程的顺利完成。通过BIM技术的实际应用，可以实现施工过程的模拟。通过在Autodesk NavisWorks中导入不同专业的三维模型和施工计划，系统自动模拟各专业的施工进度，并可以分析各专业相互的配合是否协调，工程施工进度是否合理。通过BIM技术对整个施工规程进行模拟，对桥梁工程项目的质量进度安全等各个方面都有很大提高。
(5）数据监测。利用桥梁工程建立的BIM模型，并将桥梁运行阶段的监测数据导入软件，可以对桥梁的运行安全状况的各项数据进行监测分析。在桥梁运行过程中的各项数据发生异常时，BIM模型都可以实时进行监控并给出提示。按照BIM提示的数据分析原因，可以及时采取相关措施保证桥梁的运行安全。
4 BIM技术运用于桥梁工程项目的价值意义
(1）设计方案更为合理。BIM技术应用于桥梁工程项目后，可以实现对于工程设计方案的可视化交流。业主方、建设方以及施工方等不同人员通过可行性交流，将各自的合理性建议以及在各自领域存在的困难都能够及时得到反馈，各方的优秀建议在你设计方案中得以体现，对各自存在的困难和问题通过相互协商沟通，在设计方案中采取有效控制措施得以平衡和解决，确保了设计方案的科学合理。
(2）设计质量进一步提高。桥梁工程项目使用BIM技术后，设计人员通过模型建立，可以更加直观地对施工方案进行科学规划，不同专业的技术难题以及相互冲突都可以通过BIM模型得以体现，在设计中可以根据出现的问题进行解决。同时，出图模式的转变，使得工程施工的图纸是由BIM模型直接生成，对图纸的精细化程度进一步提高。同时，BIM技术的应用，在材料统计等各个方面更加精准，有效减少了设计问题，提高了设计质量。
(3）便于施工技术交底。利用BIM技术可以生成桥梁工程各结构单元的三维模型，这对于施工中出现的技术难点以及关键控制部位都能够更加直观地展现出来，通过对整个施工过程进行模拟，对于施工节点的掌控以及各专业施工中需要相互协调的问题都可以使相关人员完全掌握，BIM技术的实际应用，对于施工技术交底的全面性和便捷性都有了很大的提高。
(4）便于生产成本控制。BIM技术的应用，使整个工程计划安排上更加合理，这对于施工人员在不同时间节点的投入更加清晰，图纸设计质量的提高，有效减少了施工规程中的返工问题以及构件错误等问题，有效减少了生产成本。同时，设计材料清单的准确性对于材料的规划更加科学合理。工程整个施工过程的工料计算相对二维图纸更加准确，对决策方在在成本控制方面提供了更精确的参考。
(5）便于桥梁的产业化发展。通过BIM技术在桥梁工程项目上的应用，可以使桥梁的各个构件在设计以及施工等环节更加准确，可以根据桥梁工程的特点，对于共性的结构构件进行批量生产，构件在专业生产单位的不但可以保证其质量，同时，通过构建采购的方式取代现场制作对工程进度有较大的推动作用。
(6）实现项目的全过程管理。通过BIM技术应用，不但对于桥梁工程的前期规划设计和施工过程管理有着明显的作用，同时，在桥梁运行期间通过适时数据监控更好地保证桥梁运行的安全性能。这不但对于桥梁设计的效率和质量大幅提升，同时，也对投资方、建设方等的服务得到了进一步的提高，BIM技术实现了项目全方位全过程的服务咨询价值。
结语
由此可见，BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用，可以有效提高设计方案的合理性，大幅降低施工图纸的错误率，对施工过程能够更加精确地进行模拟和控制，提高桥梁工程项目的施工进度和质量，并可以很好地控制生产成本。
参考文献
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