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基于BIM技术的道路与桥梁工程设计优化研究
摘要:BIM技术在道道路桥梁梁施工中的运用,对提高规划精度,优化资源配置,提高协同工作效率,提高工程管理水平有着十分重要的意义。随着科技的进步与应用领域的拓展, BIM将会在将来的建设与工程中扮演越来越重要的角色。要想最大限度地发挥 BIM技术的潜能,必须通过技术创新、人才培养、工艺优化等手段,才能更好地应对越来越多的技术挑战。基于此,本文基于BIM技术的道路与桥梁工程设计,进行了优化研究。
关键词:BIM技术;道路与桥梁工程;设计优化
引言
随着科技的进步, BIM技术在道路桥梁工程中的应用也日益广泛。利用 BIM技术对道路、桥梁施工进行优化,对提高设计质量、效率和可持续性具有重要的意义。随着 BIM技术的发展与应用,其在道路桥梁工程中将会起到更大的推动作用,从而推动整个行业的发展与进步。
一、BIM技术概述
BIM技术的具体实现方式是采用3D数字化等高科技手段,通过 BIM技术建立道路桥梁及其节点的3D动力学设计与模拟分析,实现系统、模块、可视化、精细化设计。BIM可为道路、桥梁工程的设计模式、进度及投资费用等方面提供实时的信息,让工作人员能够及时掌握工程进度。在掌握相关资料后,就能迅速地针对工程的设计思路、施工及管理方法进行调整,提高工程进度,提高经济效益。随着 BIM技术的发展,道路桥梁工程的设计既是一种工具与方法上的巨大变化,更是一种经营方式与过程的革新。将 BIM技术运用到道路桥梁设计中,可以实现可视化、协同、精细化,增强团队合作能力,实现跨专业设计人员的协同构建。多个专业设计人员可以在同一平台上共同完成设计任务,实时更新成果,并进行信息交互,使得二维数据更立体、更直观,降低错误概率,节约设计成本[1]。
二、基于BIM技术的道路与桥梁工程设计优化
(一)道路桥梁梁程设计成图形式的优化
BIM技术的出现,对道路桥梁工程的设计提出了新的要求。BIM是一种基于道路、桥梁项目三维可视化设计方法。借助 BIM技术,设计者可以建立三维立体模型,使道路线形、桥梁结构、交叉口等重要元素更直观的呈现出来。通过建立一个新的立体模型,使设计者可以更好的了解、掌握工程的空间关系,并能及时地发现存在的矛盾与问题,进而对其进行优化与调整。BIM是一种有效的辅助手段,可以有效地提高建筑设计图的精度与完整性。在 BIM模型中,每个组件都包含了尺寸、材质、工艺等细节信息。 BIM模型的信息集成,可以实现设计图与其它工程数据的无缝连接,降低数据不一致性、重复劳动等现象,提升工程设计的效率与质量。以 BIM为基础,对道路桥梁工程设计图纸成形进行优化,对提高设计质量、减少差错与冲突、提高协同效率、增强可持续发展具有重要意义。
(二)基于BIM技术的协同设计平台搭建
采用航空遥感、无人机斜视摄影、激光扫描等多种测绘手段,建立 BIM模型,并以此为基础,在协作平台上进行环境建模。将数位调查的结果传送至合作平台,以保证各设计专业均能使用相同的基准资料。以 BIM技术为基础,实现道路、桥梁规划等多维信息的融合。由多个专业设计人员结合总体模式,针对各个专业的特点,对道路桥梁工程进行论证。在此基础上,将各学科间的问题进行整合,使各学科间的问题能够相互联系起来。利用一个协同的平台,可以保证每一位参加设计的专家拥有唯一的数据来源,并且可以避免由不同步资料造成的设计误差。
(三)场地规划分析
设计者在对选址方案的分析过程中,可以把所获得的各种信息融入到模型之中,并对其进行多方面的分析与评价。⑴ BIM技术为设计者提供了对地形的分析支持。通过精确的地形建模,设计者能更好的理解场地的坡度、高程等信息,进而对道路、桥梁的布线进行优选,降低建设成本。通过对地形地貌的研究,可以对地质条件进行合理的预报,从而有效地减少地质灾害的发生,从而提高工程的安全可靠程度。⑵运用 BIM技术,实现了对建筑与地下管道的碰撞探测。在道路、桥梁的设计过程中,经常会出现与既有建筑或地下管道发生矛盾的现象。利用 BIM的碰撞探测能力,使设计者能够在设计阶段就发现问题,并做出相应的修正,从而减少工程建设带来的不便与损失。设计者可将气候、水文等环境因素融入到模型中,开展风环境、日照等方面的研究,从而对道路、桥梁的布置与构造进行优化,增强其可持续发展能力与适应性。BIM技术的发展与应用,必将使其在道路、桥梁等工程中发挥越来越重要的作用,对我国城市建设、交通基础设施建设具有重要意义[2]。
(四)自动统计工程量
将 BIM技术运用到道路、桥梁工程设计中,为设计者搭建一个崭新的设计平台。在此基础上,设计人员可以直接了解工程的构造及空间布局,有效地避免平面设计中的误差与疏漏。BIM技术在数量统计上的优越性是显而易见的。传统的工程量统计方法多采用手工计量,既费时又易产生误差。BIM软件能根据所提供的几何、属性等信息,迅速地推算出土石方、混凝土、钢筋等各类工程量。同时,BIM技术还能对工程量进行实时更新,在设计方案出现变化时,对其进行相应的调整,保证了统计资料的时效性、准确性。BIM技术可以实现工程量的自动化统计,为项目成本管理提供了强有力的支撑。精确的工程量是进行工程预算、费用控制的重要依据, BIM技术能使施工单位及项目经理更好的把握施工成本状况。在设计阶段,工程师可依据 BIM所能提供的数量信息,对不同的设计方案进行造价分析与对比,从而实现最优的设计,减少建设费用。
结构计算分析
⑴ BIM技术能使设计者对结构受力状况有一个直观的认识,并能进行分析。在此基础上,设计人员可在不同工况下,对车辆荷载、风荷载等进行模拟。这样,设计者就可以在设计初期就找出可能存在的结构问题,从而做出最优的改善。⑵运用 BIM技术,使结构分析工作向智能化、信息化方向发展。在传统的结构计算中,往往需要人工输入海量的资料,且运算过程繁琐。而 BIM技术则能从模型中自动抽取出结构信息,实现对模型的快速、精确的分析和计算。这样做不但可以提高工作效率,而且可以降低人为误差几率。⑶利用 BIM技术,可以实现跨领域的设计与分析。道路与桥梁工程所涵盖的学科范围较广,涉及到土木工程,结构,岩土等诸多方面。BIM平台能够将多个领域的设计资料进行有效的集成,从而达到各个专业间的信息共享与协作。在工程实践中,基于 BIM的结构计算与分析可以覆盖很多领域。如结构的应力、变形等,可对结构的安全与稳定进行评价[3]。
结语
总而言之,BIM技术在道路、桥梁工程中的应用是非常有价值的。这不但可以有效地提升工程设计的效率与品质,而且可以提升工程的可持续发展与建设管理。 BIM技术的进一步发展与完善,将在我国的道路桥梁建设中扮演重要角色,并对产业的改革与发展起到积极的推动作用。所以,建筑设计师应该积极采纳和推广BIM技术,为建设更加安全、高效、可持续的道路桥梁工程做出自己的贡献。
参考文献:
[1]张继伟,杨贵华,陈星宇,等.BIM技术在道道路桥梁梁工程运用的研究现状[J].中国水运,2022,(08):142-145.
[2]张轶群.BIM技术在桥梁工程设计中的应用[J].四川建材,2021,47(12):92-93.
[3]马进文.基于BIM技术的桥梁工程设计与施工优化分析[J].江西建材,2020,(11):46-47.