BIM技术在钢结构桥梁中的应用研究
徐凯
[摘 要]BIM从本质上讲是一种特殊的工作方式，在智能化系统逐渐被开发的今天，将智能化系统和三维模型进行一定的结合，就形成了BIM这种三维模型智能化的工作方式。在桥梁设计的研究和实践中，BIM由于其能将三维模型和智能相结合的特点，使人们在研究和设计桥梁的结构上更加的方便快捷，得心应手。
[关键词]BIM；桥梁；设计
中图分类号：G41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0228-01
1 BIM基本概念及发展现状
1.1 BIM基本概念
建筑信息建模/管理（BuildingInformationModeling/Management，BIM）是一种实现建设项目的物理功能特性的数字描述和管理的新型技术，它的目标是建立从项目论证开始，到建筑设计、施工、运用维护，直至最终拆除的全生命周期数据库，并实现项目数据的共享和运用。BIM技术的推广被看成CAD技术的普及运用后的又一次意义重大的革新。从长远看，BIM技术必将引领建筑信息化的发展潮流，从各个方面很大程度的提高工程信息集成化的程度。
1.2 BIM国内外发展现状
（1） 国外发展现状。BIM的起源地是美国，在北美，有超过一半的建筑行业使用BIM或BIM的相关技术软件，而经过资料的对比，在北美地区BIM的使用率比之前增加了75%左右。BIM应用始于美国，美国总务管理局于2003年推出了国家3D-4D-BIM计划，并陆续发布了系列BIM指南。美国联邦机构美国陆军工程兵团在2006年制定并发布了一份15年（2006-2020年）的BIM路线图。还有很多大学或则相关机构都致力于工程项目的信息化研宄，由此可见BIM在北美的研究应用还是比较深入广泛的。由于BIM性能的强大，在欧洲、日本等发达国家也被业内人士认可，并得到了广泛的运用。
（2） 国内发展现状。由国内外的调查资料得出：在中国，BIM技术只是出于宣传和科普阶段，广大业界人士只是知道这一门技术或者解除了一些基本的操作，还未被广泛运用到工程实际操作中，同时，也说明对于BIM的技术研发也还处于一个起步阶段，并没有在国内形成很完善的系统。业界人士对于BIM技术也只有一个模糊的概念或者仅有本专业的理论知识，在实践方面都或多或少的有些欠缺。BIM技术在我国有许多方面的问题，不论是技术还是经济，不论是管理还是法律，这些问题都亟待解决。
2 在桥梁设计中应用BIM技术的价值和可行性
在BIM技术被应用到桥梁建设工作之前，桥梁的设计和施工都是按照人們的分析和设计进行的。在桥梁的设计上使用传统的二维制图软件CAD，制图完成之后再使用其他的三维制图工具根据二维图进行转换，这在一定程度上对桥梁结构设计带来很大的不便。同时在二维转化三维的过程中也有可能有会出现各种各样的问题，有时是人为因素，有时是软件不能实现某些设计功能。总之传统的人为桥梁结构的设计方法是繁琐复杂且存在很多错误几率的。在一些三维的制图软件中，构建的三维结构模型图不具有可逆性，这也就是说这种三维模型的构建在一定程度上只能作为辅助数据使用，而不能在这种三维模型上进行各种各样的力学分析，这就会产生设计出来的桥梁结构有可能会出现不能满足使用要求的情况发生。另外在桥梁建设的施工过程中，由于桥梁的特殊结构，在施工过程中会有各种各样的困难，而由于施工地点的不同，地势存在差异性，这也就使桥梁建设在施工过程中可能会出现由于各种地理环境和气候环境的变化而使桥梁建设工不能正常进行的现象。一旦出现这样的情况，而又不能及时的解决，一方面会对桥梁建设的施工进度产生影响，另一反面也可能会使桥梁建设的质量达不到要求，影响建设桥梁的使用情况。在BIM技术中，可以使人们更加准确的构建三维模型同时又能让人们在构建的三维模型中进行必要的力学分析，使设计的桥梁结构在很大程度上都能满足使用的要求。而且在BIM技术的应用中，除了能构建科学的三维模型外还能根据不同数据的输入，对桥梁建设施工过程中可能出现的问题作出一定的预测，因此在实际的桥梁建设中一旦出现相同的问题因素，由于提前已经做好相应的准备，就能及时有效的对出现的问题进行解决，在保证桥梁建设施工进度的同时又能保证桥梁建设的质量。
BIM技术的可行性除了表现在其在桥梁设计的研究和实践上外，还表现在BIM技术使用的简单性方面。在BIM技术中虽然这个技术在桥梁设计和实践中都有很大的作用，但这个技术在使用时并不复杂，也就是说BIM技术是一个功能强大但使用简单可操作性高的技术手段。BIM技术在桥梁设计的研究和实验中有着很高的可行性。
3 BIM技术在桥梁设计中的运用
3.1 前期设计
桥梁工程建设所涉及的参与者较多，如果想要协同完成工程项目的建设，则需要了解不同参与者的具体需求和意图。特别是在桥梁的前期设计上，需要进行选择和比较，以便选择出能够使业务与设计单位满意的设计方案。基于BIM技术进行桥梁工程项目的设计，能够进行桥梁的三维建模，为人们展出按照设计图纸完成的桥梁工程的效果图，业主可以通过该模型的建立，更加直观对该项目工程进行评估。例如徐州市迎宾大道快速化改造工程项目昆仑大道互通节点，其利用BIM技术完成了三维模型的构建，在该模型中能够反映出该互通节点的所有参数和具体使用情况，然后根据业主需求进行相应的调整，模型随之发生变化，直到达到业主满意为止。昆仑大道互通节点设计完成后的三维模型图能够清楚了解建设完成之后的高架桥整体情况，从而最大程度满足高架桥建设完成后的实际需求。
3.2 后期设计
在桥梁工程的后期设计阶段使用BIM技术，主要是为了对前期桥梁设计图纸进行校对，看其是否满足实际需求。这主要是因为桥梁的建设对于各项参数的要求较高，为了能够保障设计施工完成后桥梁的质量，应当利用BIM技术建立相应的桥梁模型，然后对该模型的设计结果进行测试，如果发现设计存在问题则需要对其进行及时调整。还以昆仑大道互通节点为例，以前期设计图纸为基础进行三维模型的建立，其在桥梁的各项参数上没有任何问题，但是经过模拟实际应用，发现该互通节点高架桥存在碰撞的风险，需要对相关参数进行修改。图1是前期设计完成之后的BIM模型，将车辆都集中在了中间一条马路上，当车流量增多，极容易使车辆发生碰撞，一旦发生车祸将会严重影响整条线路的交通，因此根据实际投入使用情况等方面因素将图1的设计方案改变成了图2，如此便能够解决车辆碰撞的问题及发生车祸等不良事件，也不会使整条马路出现严重拥堵的情况。经过实际模拟运行，图2方案较为完美，适合作为施工的依据。
4 结语
随着我国国民经济的迅速提高，我国对于国家建设的要求更加严格，桥梁建设工作的施工进度和质量问题已经越来越被人们所重视。在桥梁建设工作中对桥梁设计的研究和实践已经成为我国桥梁工作方面研究的重要课题。随着科学技术的进步，BIM逐渐被应用到桥梁设计的研究和实践中去，其强大的功能在桥梁建设工作中具有非常重要的作用，相信随着BIM技术的不断更新和完善其利用价值也会越来越高。
参考文献：
[1] 韩厚正.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].特种结构，2016，02：117-120.
