(云南联合铁路工程股份有限公司,675000)
摘要:交通行业的不断发展,交通领域工作越发复杂,传统计算机辅助技术已经无法满足其的需求,BIM的出现,为工程建设提供了全新工作平台,并在诸多领域中取得了显著效果。将其引入大跨度斜拉桥设计中,有效解决设计过程中的时间长、工作量大、成本消耗高等问题,具有重要意义,文章对此展开探讨。
关键词:BIM技术;大跨度斜拉桥;设计;应用
前言:
科技在不断发展,建筑结构日益复杂,若仍以传统方式对复杂工程进行设计,难以办到的同时,还会消耗大量成本,影响建筑工程的经济效益,而BIM技术的出现与应用,有效解决这些问题[1]。桥梁作为建筑工程中的特殊建筑,形式多样,结构复杂,工作条件苛刻,对交通影响较大,因此,文章对BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用进行深入探究,为斜拉桥创建3D模型,为设计人员提供帮助,有效减少错漏现象,推动了桥梁工程的发展。
1、BIM技术的应用范围与优势
BIM技术主要拥有量大优势:其一,全流程智能控制。因BIM技术的核心为智能控制,能够将其应用于规划设计、招投标、建筑设计等的控制管理中,在造价、质量、合同、物资等管理中发挥较大作用,还能够进行施工模拟,全部流程的智能控制,提高了工作效率,增强了经济效益。其二,全流程协同工作。在设计阶段,BIM技术的应用,各个部分的设计人员能够全程协同设计,减少缺漏碰缺等设计缺陷。在施工阶段,能够保障各管理岗位、各施工工序协同工作,提高管理工作效率。
对此,在大跨度斜拉桥的设计中,积极采用BIM技术,提高设计效率,增强设计成果的直观效果。同时,提高审图质量,快速找出图纸中的错漏碰缺,全面保障工程设计的可行性。
2、工程概况
在某大桥建设中,预设计主跨为608m的双塔双索面混合梁斜拉桥,大桥全长1008m,桥布置为64m+68m×2+608m+68m×2+64m,大桥结构为七跨连续半漂浮体系,侧塔分别高为196.7m、207.4m,边跨设置了两个辅助墩,一个过渡墩,大桥采用了双向6车道的标准,因其与高速公路相连,为保障车辆安全通行,规定时速为80km/h,桥梁荷载设计为公路Ⅰ级。桥梁平面结构如图1所示。
图1大跨度斜拉桥平面示意图
3、BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用
在工程项目设计中,BIM技术的应用,能够利用数字表发项目的物理与功能特性,为工程项目由概念到拆除的整个生命周期提供了充分依据。在工程项目不同阶段,不同部门都能够利用BIM模型提取、更新并修改信息,为自身职责的有效发挥与各部门相互协同提供有效支持[2]。在大跨度斜拉桥设计中,BIM技术的应用,能够对桥梁结构的各个部门进行细致描述,对桥梁项目的设计进行全面控制,以此满足大跨度斜拉桥对建设精确度的要求,简化复杂的施工技术。
在上述工程项目设计中,主桥结构规模较大,预制构件数量庞大,桥跨608m,塔高196.7m、207.4m,结构非常复杂,对桥梁制作的精度提出较高要求。在本次项目设计中,积极利用BIM技术,根据桥梁主要数据,通过可视化模拟,制作3D模型,为设计人员提供直观的建筑模型,为工程设计奠定坚实基础。
3.1、BIM技术类软件的比对选择
当前,BIM技术软件主要包含四种类型:Autodesk-Revit系列,BentleyArchitecture系列,ArchiCAD系列,TeklaCrmp.系列。在四种BIM技术软件中,Revit软件能够在软件平台中独立存在,该软件具有以下特点:能够为建筑的能耗模拟、荷载分析等提供工具,能够为绿色建筑进行拓展标记,将其他软件所导出的文件、图纸等输入Revit中,能够自动生成BIM模型。在建立BIM模型时,Bentley软件具有较强功能,常被用于工业设计、建筑、基础设计等中,软件中包含大量操作页面,用户很难快速熟练掌握软件的应用,同时,Bentley系统想要更好开展工作,其中各分析软件应有机结合。ArchiCAD系列软件具有界面清晰直观、学习难度低、内容较为全面、支持各种施工与设备管理的应用。但是,在BIM模型设计时,ArchiCAD的应用,难以对全局实时更新,具有一定的局限。同时,在应用于大型项目时,ArchiCAD需要将项目分为若干小型组件,才能更好的管理项目,便捷性较低。TeklaCrmp.系列软件,建模功能较强,能够对不同材料、不同细节的结构模型进行设计与分析,但是,TeklaCrmp.操作难度较大,价格昂昂规,难以由外界导入复杂形体,很难进行大范围推广。
通过对四种软件进行对比,建议采用Revit软件,其功能较为适合大跨度斜拉桥的设计,能够满足项目设计的需求。
3.2、BIM模型的构建
在BIM技术应用时,模型构建作为BIM的基础,必须保障其的完整性、精确性,才能更有效保障项目设计的可行性[3]。在BIM技术中,主要建立了LOD100、LOD200、LOD300三种等级的模型,具体参考图2、3。在本项目设计中,初级阶段,采用的是LOD100等级的模型,并在此基础上建立了LOD200等级的模型,对大跨度斜拉桥的结构细节进行模拟,其中包含了钢结构、钢筋、混凝土结构、钢筋连接器等主体结构,为设计人员提供了诸多便利。
图2斜拉桥LOD100三维模型
图3斜拉桥LOD200模型
3.3、二维图纸的导出
Revit软件建立三维模型后,能够依照自身功能到处二维图纸,具体如图4所示。
图4大跨度斜拉桥二维图纸
利用传统二维模式设计图纸,如果设计发生变更,则整套图纸都需要改动,极大浪费时间,增大设计人员的工作量。而运用BIM技术自动生成二维设计图,能够保障实时更新,模型任一点需要修改,Revit软件能够自动对整个平面图进行修改,保障平面图纸的可行性,极大节省了图纸修改的时间,提高了设计人员的工作效率。并且,在利用传统方式设计施工图时,平面图、剖面图、立面图都需要手工绘制,若某处结构层出现变化,更需要进行详尽绘制,设计人员工作量非常大。加之,细节部分较多,极易出现错漏,图纸质量受到影响,工程的顺利进行难以保障。而BIM技术的应用,Revit软件自动生成二维图纸,免去了设计人员手工绘制的时间,保障了细节处的详尽,提高了设计图纸的可行性。同时,BIM技术提供了三维图纸,避免了施工人员看不懂图纸带来的金钱损失与实践损失,提高工程进度的同时,降低工程成本。
4、总结
总而言之,在大跨度斜拉桥设计中,BIM技术的应用,帮助项目设计提供了大量的信息,为项目设计提供了全面、高质量的服务,提高了设计图纸生产效率,降低了工程变更、返工等现象发生,降低了工程成本与风险,保障了工程质量,具有重要意义。
参考文献
[1]宋福春,陈冲,张兴,等.BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2016(1):115-123.
[2]王捷.大跨度斜拉桥设计中BIM技术的应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(5):94-95.
[3]王亮.基于BIM的斜拉桥设计应用与信息管理研究[D].西南交通大学,2016(7):46-46.