山东通达路桥规划设计有限公司
摘要：随着信息技术的发展，为了充分发挥BIM技术在桥梁工程设计中的作，本文基于一般桥梁对BIM技术在全桥工程设计中的运用及全桥项目族库的构建方式进行了探讨分析，从而提高桥梁工程设计水平。基于此，本文概述了BIM技术，简述了BIM技术应用的主要特征，对桥梁工程设计中的BIM技术应用进行了探讨分析。
关键词：BIM技术；特征；桥梁工程设计；应用
一、BIM技术的概述
BIM技术的核心是通过在计算机中建立虚拟的三维模型，同时利用数字化技术为这个模型提供完整的、与实际情况一致的信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含信息的三维模型，提高了信息集成化程度，不仅可以用于现代建筑设计，还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等，可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑生命周期的全部信息。BIM在设计中的应用，其构件被对象化，数字化的对象通过编码去描述和代表真实的构件。一个对象需要有一系列参数来描述其属性。这个对象的代码必须包含这些参数。参数通常是预先定义好的，或者遵守某些制定好的规则。这些参数信息就构成了建筑的属性。
二、BIM技术应用的主要特征
1.模拟性
BIM不只是模拟可视的工程模型，还能够模拟在真实世界不可见的一个过程或者一个属性等。在设计阶段，可通过BIM对特定环节进行模拟实验。
2.可视化
BIM技术可以将三维的立体实物图形展示在人们的面前，其应用能够同构件之间形成反馈性的可视，其不仅可以用效果图来表现设计意图，更重要的是，它使得项目设计、建造、运营各个过程在一种可以随时修正的可视化的过程中，各方都形成了高度的互动。
3.协调性
工程设计过程中，由于各专业工程师之间的沟通不到位，而出现各专业之间的碰撞问题，在2D设计模式下很难避免。如果利用BIM模型的协调性，可以提前避免这些问题。
4.可出图性
当前BIM不仅可以切出传统的使用线条绘制的施工图纸，还通过可视化设计模式下的协调、模拟和优化，实现一些跨专业的综合图纸绘制。
三、BIM技术在桥梁工程设计中的应用分析
1.科学合理建构模型
构建完整的族库。BIM的重要建模应用程序是AutodeskRevit，该软件是为构件提供族的协作作用。族是构成工程的构件，并且兼具参数数据的表征功能。在该应用程序中，所谓族是参数化的构件，运用该软件的人员可以自己创立构件族。虽然该软件具备极强的族编辑能量，但是由于桥梁自身架构的复杂性，目前的全桥族库尚未构建完备。但因其具备开放的人口，可以通过从外界导入的方法进行完善。族库的特征是能通过已然构建好的参数化模板族非间接建模，只需微调族的相关数据即可，如此能够有效缩短建模的时间。把已经建构的构件族存储在族库中，当将来面临相似的构件族时，只需要更改相关参数就可以实现建模，进而大大减少重复工作。①构建基础族。例如，某桥梁的基础形式选用桩基础，依据平面图纸，通过AutodeskRevit应用程序，利用里面自带的架构基础族模板构建基础族库。还可以键入各个基本数据，在二维图形和三维立体图形中检验基础模型是否存有问题。②构建墩台族。某桥梁由于桥址位于公路和路边的河流斜交处，为了规避压迫河床泄洪断面的情况，减少新建桥梁对公路的损害，将承受桥墩顺延渠道倾斜30°。在AutodeskRevit软件中点击拉伸和综合功能构建墩台族，实现立体展示效果，确认可行。③构建主体族。某桥梁用钢筋混凝土浇筑上部结构，建模时，要关注梁体的位置有无偏差以及梁体横断面处的处理，通过二维图纸展示检查是否存在问题。
2.桥梁完整的建模形态
每个基本构件族构建完毕后，通过构建完备的族库在该软件中构建一个架构的项目数据，并把已建好的族库导入该项目文件中，协调每个基础构件的方位，获取完整的桥梁信息化建模信息。依据现实的地质地理环境，分别把构建完成的地形、基础、墩台、主梁体等族库导入其中，协调每个构件在项目文档中的方位就可以顺利地实现建模了。
3.加强协调合作及共同设计
协调合作、共同设计是BIM技术无可匹敌的优势所在，它可以有效地提升设计者间的沟通与合作，从而规避设计冲突，是实现提高工程项目整个生命周期和每个阶段质量与成效的保证。应用该技术自带的协同操作平台，把项目设计过程中各个参与者汇集到相同的平台中，极致发挥BIM数字化系统模型，以免出现重复建模的情况。虽然全桥工程项目在设计上涉及的专业较少，但是由于桥梁架构的复杂性，协同操作平台对设计者来讲无比重要。
4.自行计算工程量
运用BIM技术中的全桥项目工程数据文件都可以存放在模型数据库中，以上数据能被电脑自行获取，并且高效地对构件进行工程量解析，以减少因反复的人员手动操作引致的失误，还可以实现工程量伴随设计更改并即时输出更改后的正确有效的工程量信息。AutodeskRevit作为BIM的关键模型是运用关联数据库建立立体式数据模型，它是一个巨大的数据集合，涵括了各式各样的构件单元，各个单元之间存在着密不可分的关联。目前可以利用AutodeskRevit中的相关功能访问文件，也可以获取里面的真实数据信息，甚至可以获得全部的实体信息。运用BIM获取工程量的结果可以预估项目投资成本，进而对方案做出比较和筛选。并且这些工程量可以直接运用到施工开始前的工程量估算和完成后的工程量统计上。
5.强化BIM技术与分析软件整合
在传统设计中，图纸模型和计算模型相互割裂，通过模型的计算结果不断地优化设计方案，修改设计图纸，工作量相对较大。在BIM技术的基础上进行二次开发，通过参数化建模的方式生成三维模型，建立BIM模型与分析软件的互通，将BIM模型导入分析软件进行分析计算，实现高效的全桥设计和分析计算过程。通过计算结果反馈修改BIM建模参数，可以有效地提高设计效率。同时，将BIM三维模型局部导入有限元计算软件进行局部分析计算，通过计算结果修订三维模型，从而实现建模和分析计算的高效统一。
6.平面图纸的自行生成
以往采用的CAD平面施工图纸假若出现一处更改，整张图纸均需要人工进行相应的更改，不仅耗时耗力，还降低了工作效率，而且极易忽略需要更改的工作。而应用BIM技术导出的平面图纸最大的好处是可以实现即时更新，若更改图纸中的任意处，相关数据变动会带来二维图纸的自行更改，无需人工检查与修改，从而节省了大量的时间，大大提升了工作效率。在BIM技术中运用建模关键软件AutodeskRevit对三维模型构建完毕后，它的二维、三维、截面、剖面等各个详细图形都可以依据工程要求点击导出，和以往的CAD平面绘图方法对比，更能看出其优势。该技术可以迅速、精确地导出细节构造图，还可以便捷地展示其在完整的模型或平面图中的具体位置，较为复杂的、使施工人员难以理解的构件，可以采用三维图示展现出来，以减少因误解带来的施工错误、返工等问题。
四、结束语
综上所述，桥梁工程是国家重要的基础设施，并且科学合理的设计是桥梁工程质量和安全性的重要保障，随着科技的进步发展，使得BIM技术在桥梁工程设计中得到广泛应用，其对于提高桥梁工程质量安全具有重要意义，因此必须加强对其进行分析。
参考文献：
[1]林友强等.桥梁工程设计BIM技术应用探索[J].结构工程师，2016
[2]徐立凯等.BIM技术在桥梁设计中的应用浅述[J].城市建设理论研究，2017
[3]杨祖涛等.BIM技术在桥梁工程设计中的应用[J].工程建设与设计，2017