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桥梁建筑设计阶段对 BIM 技术的应用探究
BIM 技术的关键在于通过对目标建筑进行数字化建模,以达到对目标建筑物进行虚拟立体模型,以便于对建筑信息进行集中处理,BIM 技术中的仿真处理器还能够较快地检测出道路桥梁的设计问题。在桥梁施工中,由于施工环境复杂、规模大、构件众多,因此采用 BIM 技术可以很好地解决这一问题,所以它在桥梁施工中的应用将会更加广泛。
1 BIM 技术的优势 BIM 技术也被称为建筑信息模型,它主要是通过建筑工程运用计算机、信息技术、土木工程等多个专业知识,结合一些高新科技,利用计算机、信息技术等先进技术,构建了一个虚拟场景,并在此基础上,搭建了一个接近现实的建筑模型,避免了人为的技术失误,减少了建筑的设计错误,提高了建筑的质量和工作效率。
1.1 精准性 在实际桥梁建筑设计中,为了保证设计的精准性,需要对各种结构进行合理、可行的数据支持。我国绝大部分的桥梁工程设计中,手工绘制的设计方案都有很大的失误。有时候,只有在项目进行中,才能从设计图纸上找出设计上的问题。BIM 技术在实际工程中具有很强的计算能力,可以用于桥梁建筑设计的各个阶段。在桥梁建筑设计中,既要考虑到各种构架之间的协调,又要考虑到具体的环境条件,对其进行长宽高的预测。而利用 BIM 技术进行精确计算,能解决了设计图纸资料不精确的问题。
1.2 可视性 从传统的设计角度来看,过去的桥梁建筑设计,都是通过图纸,绘制出各种不同的结构,并进行相应的数据标记,及时加上设计者在设计图纸上绘制出立体的三维影像,其设计方法也有局限性,而对桥梁结构的设计,并未进行具体的运用,因此在工程建设中,会出现许多不确定因素。BIM 技术可以很好的解决这个问题,通过 BIM 技术,可以将桥梁结构图与 BIM 技术相结合,从而得到最基础的模型。利用 BIM 技术,可以使设计者对每一种结构进行全面的认识,既能有效地规避桥梁的安全隐患,又能使设计者更好地作出正确的设计决策。
1.3 协调性 许多时候,我们使用 CAD 制作的桥梁建筑设计图,在实际应用中,往往会
出现一些不协调、不实用的问题。BIM 技术可以有效地弥补这种设计上的不足。通过对 BIM 技术的分析,提出了一种基于 BIM 技术的桥式结构模型。在保证施工安全的情况下,能对工程进行有效的改善。因此,BIM 技术不仅可以极大地改善桥梁的设计协调,而且可以确保建成后的桥梁工程的实用性。
2 桥梁的设计和施 工特点 2.1 构造设计复杂 由于桥梁工程在整个建筑行业中所占比重日益增大,因此,施工单位对其进行合理的设计也更加被关注。在进行桥梁工程设计时,应充分运用力学知识来保证各节点的稳定。我国现行的机械结构设计较为繁琐,采用常规的机械结构设计方法,往往难以在短时间内得到解决。
2.2 预制构件数量较多 随着我国建筑业普遍采用装配式建筑,许多桥梁项目也开始采用这种方式。为方便现场的安装,一些预制件要在原来的工厂内进行。所以,在现场安装时,若发现零件尺寸不符合要求,则要进行加工,这不但会影响工程的进度,还会造成成本的上升,从而降低企业的经济效益。
2.3 施工现场的环境复杂 由于桥梁起着至关重要的作用,它的使用范围比较广,且不同的桥梁工程所面对的环境也不尽相同,因此无法完全借鉴以往的设计和施工经验。在正式施工前,技术人员应根据施工现场的具体条件,制定合理的施工方案,提高施工的效率和质量。
3 BIM 技术的重要性 BIM 技术是将三维建模技术应用于建筑的三维虚拟模型,并将各种相关的信息纳入其中。随着计算机行业的飞速发展,与建筑设计有关的软件也越来越多样化。在 BIM 技术的辅助和支持下,可以对桥梁工程的设计方式、工期和成本进行有效的规划。通过对工程造价等各方面的数据进行分析和控制,以便于对工程的具体情况进行全面的了解,以便设计者能够针对实际情况做出相应的调整,以提高设计的科学性和合理性。此外,BIM 技术的辅助与支撑,使我国的传统工程设计方式和技术方法发生了革命性的变化,使各种业务、流程得到了创新与发展,使整个工程施工过程更精细更协调,大大提高了工程建设的质量。此外,BIM 还可以通过相关的数据信息,将数据转化为实物,还可以监控建筑施工过程中的实际数据变化。施工单位在这一基础上,对工程的整体设计水平可进行优化,降低
了工程的预计成本,提升了工程整体的质量。
4 桥梁建筑设计中 BIM 技术的运用策略 4.1 可行性分析阶段的运用 在桥梁工程的设计中,可行性分析是一个非常重要的阶段,它直接关系到整个桥梁工程的施工质量,并对可能出现的潜在问题进行全面的分析,从而为今后的桥梁工程建设提供有力的支撑。BIM 技术在桥梁工程可行性分析中的作用是非常明显的,它可以通过对各种数据全面、详细的分析来综合评价桥梁工程的可行性,从而保证以后的方案设计工作更有针对性。通过 BIM 技术,可以将 BIM 系统中的海量数据和信息,成功地导入相应的 BIM 平台,从而实现对桥梁结构系统的正确分析和评价,并对各种不同的桥梁结构方案的使用效果进行预测,对不可行的项目进行适当的调整,保证后期的建设是经济合理的,不会给未来的计划造成太大的限制和影响。
4.2 施工图设计阶段中的运用 BIM 技术在桥梁工程的设计中的运用,在施工图纸设计中也体现了出来,而BIM 技术的应用则更加突出。在过去的桥梁工程设计中,采用的都是二维平面设计,这不仅增加了设计者的工作难度,而且很有可能会造成错乱问题,从而影响施工图的使用。然而,BIM 技术的运用,使设计者可以充分利用其强大的三维建模能力,对桥梁工程进行整体的规划,使其更加全面、细致,同时也能将桥梁工程的方方面面都考虑进去,从而为以后的施工提供一个好的参考。为使后续的桥梁工程施工更优化,BIM 技术还能对 2D 图进行最优输出,并能根据不同的施工要求,绘制出相应的二维平面图,从而对后续的施工工作有较好的指导作用。例如,利用 BIM 技术,可以将不同的桥梁构件的结构参数直接反映出来,从而促进结构的生产和安装,避免结构设计中存在的问题。
图 1BIM 技术在桥梁建筑设计中的应用
4.3 方案优化阶段的运用 BIM 技术在桥梁工程设计中的应用,也是非常重要的部分,它能更好地指导后续的施工作业,防止出现问题和错误,从而影响到桥梁工程的最终效果。BIM技术在桥梁工程设计中的运用,能够全面地分析桥梁工程的设计方案,从而更好地识别出可能存在的安全隐患和缺陷,并对其进行改进。由于传统的二维平面设计中,许多构件之间存在着重叠、重合的问题,使得优化分析变得困难,而且无法形成较好的工程验证结果。然而,BIM 技术可以通过 BIM 技术进行直观的可视化分析,从而判断出各构件间的联系,判断各构件的大小和连接方式,从而避免出现重大的偏差。基于 BIM 技术,通过对管道碰撞的监测,可以全面地分析桥梁工程的设计方案,从而及时地发现问题,并通过自动分析软件对其进行改进和优化,从而使其在虚拟安装施工模式中得到更好的优化。
4.4 对设计变更的响应 设计是指导施工的基本原则,在进行桥梁结构设计时,应从施工的角度进行分析。桥梁的设计工作量很大,特别是吊车、吊篮等,如果每一种尺寸的改变都会对施工进度和造价产生一定的影响。在操作过程中,很容易出现设计上的变化。为了有效地控制这些问题,在设计前期,采用 BIM 技术对各种对桥梁施工设计产生影响的各种参数进行监测。在设计变更时,使用装载修改后的 BIM 模型,通过警示信息,可以对预警参数进行验证,并对设计的影响进行分析,尽量减少由于审核不及时和人为原因而导致的疏漏。
4.5BIM 技术在桥梁后期设计中的应用 在桥梁项目的后期,BIM 模型的设计审查与碰撞检验是必不可少的。在桥梁工程中,各个指标都有很高的要求,BIM 试验可以使设计者更好地检验其结果,从而提高试验的效率,当出现问题时,可以对其进行修正。同时,也可以为以后的工程建设打下坚实的基础,降低工程建设过程中的问题,进一步深化 BIM 的建模,并在 BIM 项目的监督内,形成 BIM 的分析报告。由于三项式应力管线和斜拉锁等复杂的结构体系,导致了其内部结构空间的复杂性。传统的二维 CAD绘图难以准确地表示出不同的构件,若各工程的工作人员之间缺乏有效的沟通,将会给施工带来很大的难度,导致施工质量的下降,从而带来不必要的损失。同时,由于图形的表现会导致大量的信息流失,导致设计者无法充分表达自己的想法,部分组件在项目中的位置发生了矛盾。利用 BIM 技术,可以在极短的时间内对桥梁构件进行三维建模,并进行三维可视化的技术交底。同时,还可以将维
护信息添加到设计中,为桥梁的建设提供一定的支持,从而增强信息的完整性。在工程建设中,一旦出现问题,就可以快速地找出问题的根源,并加以改进。
5 结语 通过对 BIM 技术的分析,得出了 BIM 技术在桥梁施工中的重要性,通过三维模型构件的建立、数据处理和分析,可以帮助设计和选择桥梁施工过程中的集中管理,保证施工过程的安全,提高施工效率。BIM 技术虽然在工程实践中仍有一定的缺陷,但只要能根据工程的具体情况,选择合适的施工方案,并加强对施工的监管与指导,就能使 BIM 在施工中的作用得到最大化。
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