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摘要:BIM 技术对桥梁工程施工而言具有十分重要的意义,而且现在国家要求建筑业要使用BIM技术,因此工程技術人员需要不断探索工作思路,充分运用好 BIM 技术可视化性能特点,并把 BIM 技术与桥梁建造工程进行有机结合,为建筑行业质量的提升而不懈努力。
关键词:BIM 技术;桥梁工程;设计施工
1、BIM 技术的概念
BIM (Building Information Modeling) 即建筑信息模型 。BIM 是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
2、桥梁工程设计与施工特点
2.1施工环境复杂多变
施工环境复杂多样,如施工地点可能跨河、跨山谷、跨海等。为保证工程进度及施工安全性,需根据具体环境制定有针对性的施工方案。因此,当桥梁工程设计人员及施工人员面对一个新的桥梁工程项目时,难以依靠以往经验来判断施工方案是否具有可行性,仍需进行综合性的实际考察。由于受到环境因素影响,极易导致施工成本增加、施工周期延长等问题。
2.2构件多、结构设计复杂
桥梁建造是一项大工程,为保证桥梁工程安全稳固,其设计一般较为复杂,构件连接处则更为复杂,因此构建设计上易出现连接件冲突、配筋冲突等问题,致使施工返工、工期推迟。以往桥梁设计过程中若想发现结构问题,需设计者经验充足,能够结合二维设计图纸对结构进行检测。但传统方式难以在设计时发现问题,通常在施工进行时才能够发现,直接阻碍工程进展。
2.3预制构件多、体积大
钢桥或钢筋混凝土桥均需大量预制构件,这些构件需现场预制或从工厂中生产而后运送至建造点,因此,构件尺寸设计与生产具有较高要求。若现场出现构件尺寸不合理,则需重新修改图纸或改造构件,这样一来必将导致施工停滞,设计与建造成本随之增加。这些预制构件一般体积与重量较大,数量较多,生产、运输与吊装等存在潜在问题。因此,需要管理人员对构件运输进行规划,对施工器械、强度、吊装重量进行精确计算与验证。然而,以经验为主的生产、运输、施工规划,无法对这些问题有效预测和提前解决,当问题出现时才能发觉,施工进度必将受其影响。
3、BIM 技术在桥梁工程中应用的可行性
在 BIM 技术诞生前,桥梁工程建设是比较复杂的,设计人员主要依赖于 AutoCAD 软件绘图,只对建筑设计起辅助作用。在我国的各工程建设行业中,一般都采用 AutoCAD 二维建模技术,然而它并不能直观地体现建筑系统的结构,并且在实际的复杂工程项目开展过程中,AutoCAD 的二维建模技术表达的图纸信息十分繁杂,设计过程协同困难,设计质量也难以把握,有时候工作人员会不可避免地出现很多失误,因此,AutoCAD 二维建模技术仍然不是高效的建筑设计软件。从这个角度来看,三维建筑信息模型技术的出现和应用,是建筑工程领域发展的必然趋势。
4、BIM 技术在桥梁设计阶段的主要运用
4.1前期设计
桥梁工程在进行设计建设的时候需要将业主方、设计方、施工方等参与进来的单位的意见集合统一起来,然后决定最后的建设方案。由于各个单位的专业水平不同,在前期设计阶段,设计方的意图在平面白纸上很难很好的将想法传递给业主单位,从而达到意见的统一的难度大大增加。然而,利用 BIM 技术的特性,我们可以将设计项目进行参数化、信息化和数字化的三维建模,从而将设计项目更直观的表现在设计方和业主单位眼前,使前期设计方案的选择高效快捷。
4.2后期设计
后期设计阶段的任务就是对前期设计的 BIM 模型进行各种审核和验算,看这个模型是否能够达到规范要求,同时对荷载的承受能力是否合格。因为桥梁建设中,对于各种指标的要求比较高,为了提高设计质量,利用 BIM 模型能够使设计人员更好的完成设计结果测试,及时发现设计问题并做相应的调整。在用 BIM 建模的过程中,我们在检验的时候能有效及时的发现我们建模时的错误与瑕疵,这样做能防止施工时发生错误,对整个工程造成重大损失。后期设计的基础是前期设计的 BIM 模型,在此模型上进行进一步的修改和细化,从而达到设计要求。在采用 BIM 软件进行校核时,能同时生成分析柏高,根据报告我们能发现问题,然后再进行修改、建模,反复这个过程,知道达到技术指标。
5、BIM 技术在桥梁施工阶段的运用
5.1 可视化技术交底
通过 BIM 技术,可以高效地开展可视化技术交底工作,设计工作人员向施工单位进行技术交底时,可以通过 BIM 模型的可视化特性向施工单位介绍设计思路、设计理念和施工要点等,使设计人员和施工单位之间进行高效的沟通,做到及时发现问题解决问题,从而让施工单位更好地掌握施工图,避免误解和分歧的发生。施工单位也能充分结合自身的实际施工经验发现设计中的不足之处,给设计人员提出合理的意见和建议,让方案的可实行性更高,极大地避免了施工浪费,有效地加快了施工进度。
5.2 动态控制
在桥梁施工过程中,借助于 BIM 技术,可以对各项工作进行动态控制。通过 BIM 技术的动态形式,能直观地得到施工进度信息,并且对各项工作进行监控,还能反映出各施工阶段需要的施工成本,看到每个阶段的施工目标,从而对施工成本进行管理和控制。除此之外,还能对施工备料工作、人员分配工作、资金安排工作进行更加科学化的管理,让各项工作变得更加标准化,最终让人员、材料、机械和资金的利用率达到最大化,从而提升项目的整体质量和企业的市场竞争力。
5.3 安全模拟施工
在桥梁工程建设过程中,安全因素是必须要考虑的首要因素,各项工作的开展都必须把安全作为首要目标,把施工人员的生命财产安全放在第一位。通过运用 BIM 技术,有效地提升桥梁施工的安全性,对于那些施工过程中难度较大的工程,可以运用 BIM 技术进行模型仿真,然后进行调试,对不合理的地方做出修整,从而消除安全隐患。例如,吊装施工模板时,模板可能会发生自由摆动,如果摆动的幅度过大,会发生坠落,从而对下方的工作人员造成危险,因此,可以运用 BIM 技术对模板的摆动区域进行仿真和模拟,从而确定相关的安全区域和危险区域,然后设置好隔离带,保证施工人员的安全。
结束语
BIM 技术作为现在桥梁建设中的新兴技术,在工程建设领域得到越来越广泛的应用,能够为桥梁工程设计与施工提供一定的技术支持,但其自身仍存在一定的缺陷。例如各行业对设计方提供的 BIM 设计成果判定标准不统一,且当前大部分设计院自身的企业 BIM 标准也为正式成立。其次,国内BIM 技术起步较晚,无国产核心软件,且对国外软件研究不足,当国内情况不符合国外软件时,便会对技术应用与操作带来不便。因此,应尽快规范 BIM 技术设计成果判定标准,并建立国内的 BIM 技术研发团队,以克服现存不足之处。
参考文献:
[1]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( 06) .
[2]何关培. BIM 和 BIM 相关软件[J]. 土木建筑工程信息技术,2010( 04) .
关键词:BIM 技术;桥梁工程;设计施工
1、BIM 技术的概念
BIM (Building Information Modeling) 即建筑信息模型 。BIM 是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
2、桥梁工程设计与施工特点
2.1施工环境复杂多变
施工环境复杂多样,如施工地点可能跨河、跨山谷、跨海等。为保证工程进度及施工安全性,需根据具体环境制定有针对性的施工方案。因此,当桥梁工程设计人员及施工人员面对一个新的桥梁工程项目时,难以依靠以往经验来判断施工方案是否具有可行性,仍需进行综合性的实际考察。由于受到环境因素影响,极易导致施工成本增加、施工周期延长等问题。
2.2构件多、结构设计复杂
桥梁建造是一项大工程,为保证桥梁工程安全稳固,其设计一般较为复杂,构件连接处则更为复杂,因此构建设计上易出现连接件冲突、配筋冲突等问题,致使施工返工、工期推迟。以往桥梁设计过程中若想发现结构问题,需设计者经验充足,能够结合二维设计图纸对结构进行检测。但传统方式难以在设计时发现问题,通常在施工进行时才能够发现,直接阻碍工程进展。
2.3预制构件多、体积大
钢桥或钢筋混凝土桥均需大量预制构件,这些构件需现场预制或从工厂中生产而后运送至建造点,因此,构件尺寸设计与生产具有较高要求。若现场出现构件尺寸不合理,则需重新修改图纸或改造构件,这样一来必将导致施工停滞,设计与建造成本随之增加。这些预制构件一般体积与重量较大,数量较多,生产、运输与吊装等存在潜在问题。因此,需要管理人员对构件运输进行规划,对施工器械、强度、吊装重量进行精确计算与验证。然而,以经验为主的生产、运输、施工规划,无法对这些问题有效预测和提前解决,当问题出现时才能发觉,施工进度必将受其影响。
3、BIM 技术在桥梁工程中应用的可行性
在 BIM 技术诞生前,桥梁工程建设是比较复杂的,设计人员主要依赖于 AutoCAD 软件绘图,只对建筑设计起辅助作用。在我国的各工程建设行业中,一般都采用 AutoCAD 二维建模技术,然而它并不能直观地体现建筑系统的结构,并且在实际的复杂工程项目开展过程中,AutoCAD 的二维建模技术表达的图纸信息十分繁杂,设计过程协同困难,设计质量也难以把握,有时候工作人员会不可避免地出现很多失误,因此,AutoCAD 二维建模技术仍然不是高效的建筑设计软件。从这个角度来看,三维建筑信息模型技术的出现和应用,是建筑工程领域发展的必然趋势。
4、BIM 技术在桥梁设计阶段的主要运用
4.1前期设计
桥梁工程在进行设计建设的时候需要将业主方、设计方、施工方等参与进来的单位的意见集合统一起来,然后决定最后的建设方案。由于各个单位的专业水平不同,在前期设计阶段,设计方的意图在平面白纸上很难很好的将想法传递给业主单位,从而达到意见的统一的难度大大增加。然而,利用 BIM 技术的特性,我们可以将设计项目进行参数化、信息化和数字化的三维建模,从而将设计项目更直观的表现在设计方和业主单位眼前,使前期设计方案的选择高效快捷。
4.2后期设计
后期设计阶段的任务就是对前期设计的 BIM 模型进行各种审核和验算,看这个模型是否能够达到规范要求,同时对荷载的承受能力是否合格。因为桥梁建设中,对于各种指标的要求比较高,为了提高设计质量,利用 BIM 模型能够使设计人员更好的完成设计结果测试,及时发现设计问题并做相应的调整。在用 BIM 建模的过程中,我们在检验的时候能有效及时的发现我们建模时的错误与瑕疵,这样做能防止施工时发生错误,对整个工程造成重大损失。后期设计的基础是前期设计的 BIM 模型,在此模型上进行进一步的修改和细化,从而达到设计要求。在采用 BIM 软件进行校核时,能同时生成分析柏高,根据报告我们能发现问题,然后再进行修改、建模,反复这个过程,知道达到技术指标。
5、BIM 技术在桥梁施工阶段的运用
5.1 可视化技术交底
通过 BIM 技术,可以高效地开展可视化技术交底工作,设计工作人员向施工单位进行技术交底时,可以通过 BIM 模型的可视化特性向施工单位介绍设计思路、设计理念和施工要点等,使设计人员和施工单位之间进行高效的沟通,做到及时发现问题解决问题,从而让施工单位更好地掌握施工图,避免误解和分歧的发生。施工单位也能充分结合自身的实际施工经验发现设计中的不足之处,给设计人员提出合理的意见和建议,让方案的可实行性更高,极大地避免了施工浪费,有效地加快了施工进度。
5.2 动态控制
在桥梁施工过程中,借助于 BIM 技术,可以对各项工作进行动态控制。通过 BIM 技术的动态形式,能直观地得到施工进度信息,并且对各项工作进行监控,还能反映出各施工阶段需要的施工成本,看到每个阶段的施工目标,从而对施工成本进行管理和控制。除此之外,还能对施工备料工作、人员分配工作、资金安排工作进行更加科学化的管理,让各项工作变得更加标准化,最终让人员、材料、机械和资金的利用率达到最大化,从而提升项目的整体质量和企业的市场竞争力。
5.3 安全模拟施工
在桥梁工程建设过程中,安全因素是必须要考虑的首要因素,各项工作的开展都必须把安全作为首要目标,把施工人员的生命财产安全放在第一位。通过运用 BIM 技术,有效地提升桥梁施工的安全性,对于那些施工过程中难度较大的工程,可以运用 BIM 技术进行模型仿真,然后进行调试,对不合理的地方做出修整,从而消除安全隐患。例如,吊装施工模板时,模板可能会发生自由摆动,如果摆动的幅度过大,会发生坠落,从而对下方的工作人员造成危险,因此,可以运用 BIM 技术对模板的摆动区域进行仿真和模拟,从而确定相关的安全区域和危险区域,然后设置好隔离带,保证施工人员的安全。
结束语
BIM 技术作为现在桥梁建设中的新兴技术,在工程建设领域得到越来越广泛的应用,能够为桥梁工程设计与施工提供一定的技术支持,但其自身仍存在一定的缺陷。例如各行业对设计方提供的 BIM 设计成果判定标准不统一,且当前大部分设计院自身的企业 BIM 标准也为正式成立。其次,国内BIM 技术起步较晚,无国产核心软件,且对国外软件研究不足,当国内情况不符合国外软件时,便会对技术应用与操作带来不便。因此,应尽快规范 BIM 技术设计成果判定标准,并建立国内的 BIM 技术研发团队,以克服现存不足之处。
参考文献:
[1]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( 06) .
[2]何关培. BIM 和 BIM 相关软件[J]. 土木建筑工程信息技术,2010( 04) .