市政橋梁設(shè)計(jì)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(jì)；BIM技術(shù)；關(guān)鍵點(diǎn)

引言

隨著國(guó)家社會(huì)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(guó)家對(duì)于城市基建的建設(shè)也越來(lái)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(gè)城市發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，同時(shí)又是城市基建的一個(gè)重要組成部分。市政橋梁的好壞對(duì)于交通運(yùn)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(jì)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(wèn)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(jì)人員以更加直觀的方式對(duì)市政橋梁模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且能夠?qū)δＰ椭写嬖诘囊恍﹩?wèn)題進(jìn)行有效的分析和整改，是實(shí)現(xiàn)裝配式市政橋梁全生命周期設(shè)計(jì)的必要條件，最終達(dá)到提高市政橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的，市政橋梁設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的應(yīng)用如圖1所示。

1BIM技術(shù)模型中的設(shè)計(jì)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(lái)，易于工作人員的理解。尤其是節(jié)點(diǎn)等方面的設(shè)計(jì)，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(shí)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(wú)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(duì)橋梁實(shí)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(jì)方案。同時(shí)BIM技術(shù)中的協(xié)調(diào)性能夠很好的消除設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)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(jì)的整體性如圖2所示。

2BIM技術(shù)在裝配式市政橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵價(jià)值點(diǎn)

2.1提高裝配式市政橋梁設(shè)計(jì)效率

傳統(tǒng)預(yù)制市政橋梁設(shè)計(jì)施工圖的設(shè)計(jì)是在平面上，形成二維市政橋梁圖紙，單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)位置畫一個(gè)三維的表達(dá)，市政橋梁設(shè)計(jì)方法為一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)分離，更難以實(shí)現(xiàn)預(yù)制現(xiàn)澆構(gòu)件預(yù)制分離，不能對(duì)一小部分進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和布局優(yōu)化。預(yù)制市政橋梁設(shè)計(jì)BIM軟件可以實(shí)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(jì)，2d設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為3d設(shè)計(jì)市政橋梁圖紙，運(yùn)用可視化三維模型，可以直接發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和改進(jìn)。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)圖紙，減少返工，確保施工進(jìn)度?；贐IM的三維模型，其可視化能夠方便修改，在施工前能夠模擬實(shí)體市政橋梁，減少設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，使市政橋梁模型符合建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，最終提高了裝配式市政橋梁各專業(yè)的設(shè)計(jì)效率。

2.2精細(xì)化設(shè)計(jì)降低裝配式市政橋梁的設(shè)計(jì)誤差

因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，施工圖經(jīng)常遇到墻、管等情況，以往設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖紙，即使是二維圖紙，上面的問(wèn)題是不容易找出來(lái)的。在施工的時(shí)候，問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái)，碰撞發(fā)生后，建設(shè)單位不得不要調(diào)整施工方案，避開(kāi)碰撞的地方，這樣就會(huì)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(xiàng)目不能按時(shí)完成。BIM軟件就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，有了三維模型后，模型會(huì)被軟件自動(dòng)檢測(cè)、評(píng)審，模型設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題歸納為一起，設(shè)計(jì)人員收到問(wèn)題信息后對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行整改、修正。整改、修正完畢，BIM軟件又重新檢測(cè)、評(píng)審三維模型，并再次提示錯(cuò)誤，如此反復(fù)多次，直到所有問(wèn)題都得到解決。

2.3實(shí)現(xiàn)裝配式預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)化的原則是：簡(jiǎn)化、統(tǒng)一、系列、通用、組合、模塊。統(tǒng)一化、通用化其實(shí)概念差不多，在裝配式建筑設(shè)計(jì)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(xiàng)目總體規(guī)劃的時(shí)候通常見(jiàn)到互為鏡像的樓棟相拼，而在裝配式項(xiàng)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(guò)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(jì)協(xié)同中的應(yīng)用

BIM模型將各個(gè)學(xué)科整合成一個(gè)三維模型，不僅可以準(zhǔn)確直觀地觀察各個(gè)學(xué)科中構(gòu)件的布局和布置，還可以觀察各個(gè)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(jì)、施工、機(jī)電安裝等協(xié)調(diào)準(zhǔn)確高效，同時(shí)還可以對(duì)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(jì)的過(guò)程中使用BIM技術(shù)，能夠保證設(shè)計(jì)人員共同完成設(shè)計(jì)，并且對(duì)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，從而增強(qiáng)市政橋梁設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。運(yùn)用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)市政橋梁設(shè)計(jì)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(jì)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(kù)，將所得到的信息都集合到一個(gè)處理平臺(tái)上，再通過(guò)處理平臺(tái)對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終實(shí)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(jì)

BIM模型不僅可以被各個(gè)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(gè)學(xué)科的問(wèn)題，同時(shí)解決多學(xué)科之間的協(xié)作難題。在土建施工過(guò)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(shí)、機(jī)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(shí)BIM技術(shù)具有可視化的優(yōu)勢(shì)，因此能夠保證項(xiàng)目參與者很好地理解市政橋梁的設(shè)計(jì)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(jì)者對(duì)市政橋梁設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，最終得到各方都滿意的設(shè)計(jì)。

2.6確保市政橋梁數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤

預(yù)制構(gòu)件市政橋梁竣工驗(yàn)收的時(shí)候，要對(duì)市政橋梁資料進(jìn)行復(fù)核，確保市政橋梁質(zhì)量過(guò)關(guān)，安全可靠，住在里面沒(méi)有危險(xiǎn)發(fā)生。使用以往的市政橋梁設(shè)計(jì)方法建造預(yù)制構(gòu)件市政橋梁，到竣工驗(yàn)收時(shí)往往很費(fèi)時(shí)間，這主要是由于預(yù)制市政橋梁設(shè)計(jì)復(fù)雜，包含的數(shù)據(jù)信息非常多，人手計(jì)算繁雜，容易出錯(cuò)，需要多次計(jì)算，計(jì)算的過(guò)程中，工作人員會(huì)發(fā)生分歧，引起驗(yàn)收階段不容易和驗(yàn)收花費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)。裝配式市政橋梁全生命周期設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM軟件能夠解決竣工驗(yàn)收階段的數(shù)據(jù)核算問(wèn)題，預(yù)制市政橋梁設(shè)計(jì)的所有數(shù)據(jù)資料都在BIM系統(tǒng)里面，每個(gè)項(xiàng)目各自創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，工作人員可以通過(guò)BIM系統(tǒng)審查數(shù)據(jù)庫(kù)的資料的正確性，這個(gè)可以作為施工項(xiàng)目驗(yàn)收的理論憑證。

3結(jié)語(yǔ)

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(shí)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(huì)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(guó)市政橋梁行業(yè)的發(fā)展。在裝配式市政橋梁設(shè)計(jì)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(jì)、施工等人員可以通過(guò)BIM進(jìn)行溝通，BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息的共享。甚至可以通過(guò)四維模型來(lái)模擬施工，使設(shè)計(jì)中的問(wèn)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(yùn)維階段，這需要市政橋梁工程各個(gè)專業(yè)共同的配合與努力，對(duì)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(guò)程中，要不斷深入對(duì)BIM技術(shù)的研究與運(yùn)用，將BIM技術(shù)與裝配式市政橋梁很好的結(jié)合起來(lái)，保證BIM技術(shù)能夠在市政橋梁行業(yè)中的成熟運(yùn)用。除此之外，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)BIM建模軟件對(duì)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(jì)研究院