基于BIM的桥梁工程设计和施工优化,该文是工程设计类论文范文检索和桥梁工程和施工优化研究和设计方面毕业论文格式范文.
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【摘 要】在桥梁工程设计过程中,将建筑信息模型（BIM）引入到其中能够有效的提升设计以及施工的效率.本文先围绕桥梁工程的设计与施工特点进行阐述,然后基于 BIM技术在施工优化中的应用进行探讨.
【关键词】BIM；桥梁工程；施工优化；桥梁设计
前言
随着我国社会经济的不断发展,我国的桥梁建设工程也逐渐增多.而在桥梁工程的设计过程中,需要对各方面的因素或者条件进行充分的考虑,这样才能够确保后期的工程得到顺利的开展,但是随着时代的进步与发展,传统的二维图纸所存在的局限性逐渐突显出来.基于此,需要将BIM 应用于工程的设计之中,以提高工程设计的效率与质量.下文就 BIM 的桥梁工程的设计与施工优化研究进行分析.
1、桥梁工程设计以及施工的主要特点
1.1 结构设计较为复杂
在桥梁工程设计过程中,涉及到许多的构建,为了确保桥梁结构的安全性,桥梁的结构设计通常较为复杂,尤其是在构件的连接之处.因此,在进行桥梁结构设计之时,就会出现一些冲突问题,例如以下几种：（1）连接件冲突、（2）配筋冲突等等.在以往的桥梁设计中,如果出现这些设计上的问题,主要是设计人员根据自己的经验来进行解决,根据二维设计图纸进行检测.但是,因为桥梁工程较为复杂,通过二维图纸难以检测到这些问题,只有在施工之时才会发现这些问题,这样就会导致工期延迟.
1.2 施工环境较为复杂
从施工环境上来看,桥梁工程具有复杂多变的特点,例如跨山谷、跨河等.桥梁项目的不同,所面临的施工环境也有着较大的差异.为了确保工程的施工安全性,就需要以施工环境为根据,然后制定相应的施工方案【1】.故此,桥梁工程对施工管理有着较高的要求.但是,在施工管理中,往往依赖于项目经理的个人经验,这样就很难确保施工方案的可行性.一旦出现判断失误,就会影响后期的工程施工,进而导致施工的成本有所增加,导致安全问题频繁发生.
1.3 预制构建较多
在桥梁工程中,通常会涉及到许多的预制构件,这些构件有些是直接现场预制,也有一些是在工厂中生产出来.这样就对构件的设计提出了较高的要求,一旦出现尺寸问题,那么就只能改造构件,或者是修改图纸.预制构件的重量较大,其数量也较多,这使得构件的运输以及吊装变得更加困难.为此,现场管理人员需要经过精确的计算和验证,以确定吊装的重量,确定吊装的工序.但是,这些都只能够依靠管理人员的个人经验,很难提前预测问题,进而解决问题.
2、基于 BIM 的工程设计优化
2.1BIM 与初步设计
在桥梁工程设计过程中,初步设计较为重要,其主要是确定桥梁的方案,对桥梁的总体结构进行构想,例如桥梁的平面布置、桥梁的立面布置等.但是,在确定方案的这一过程之中,会涉及到许多方案的评比.而运用 BIM 技术,设计人员可以进行数字化三维建模（如下图）.基于 BIM 模型,还可以直接生成立面图以及断面图.这种设计方法非常的直观,能够将各种设计方案的优点以及缺点直观地展现出来,极大的便利了方案的选择.与此同时,参数化建模便利了后期的方案修改,并且还能够与立面图以及断面图等进行对应更新【2】.此外,建立BIM 模型,也方便了与业主的沟通与协调,这样能够更好的了解业主的想法,能够节约大量的时间.
2.2BIM 与技术以及施工设计
所谓技术设计,其实就是初步设计的拓展,也就是对确定好的方案进行细化处理,适用于大型、复杂的桥梁工程.至于施工设计,则是对桥梁的结构进行深入的分析,并且以此为依据绘制施工图.无论是技术设计,还是施工设计中,都存在着一定的复杂性,但是 BIM 技术的应用,就为其提供了优化手段.仍然以该桥梁为例,其细部构造如下图所示,然后采用 BIM 软件,可以对设计冲突进行分析,并且该软件会自动生成分析报告.如果发现设计问题,那么设计人员就可以根据软件提示进行图纸修改,然后再建模,再检测,直到所有的问题都得到解决.在设计优化过程中,其实就是设计→ 建模→检测→修改（设计）的这一个过程.设计方案的确定,其实就是在不断的检测以及修改之中逐渐地确定下来.BIM 技术的出现,就简化了工程设计方案的修改工作.
图 桥梁工程的细部构造模型
3、基于 BIM 的施工优化分析
3.1 施工工序的优化
通过对 BIM 技术的运用,设计人员可以将桥梁三维模型与施工方法有机的结合在一起,从而实现对施工工序的科学模拟.通过直观的过程模拟,施工人员可以对所制定的施工工序进行分析,例如,对预制构件的吊装程序进行分析,分析其是否科学合理【3】.如果发现了施工问题,那么就需要对施工方案进行修改,然后再进行模拟,直到获得高效的施工方案,以保证桥梁工程的施工质量.
3.2 施工进度优化
运用 BIM 技术,将所设计的三维模型与进度计划结合在一起,从而实现对施工进度的模拟.一来,可以以月、日、周的时间单位为根据,来对桥梁工程项目的施工进度进行模拟,然后以现场的实际情况为基准,对施工进度进行相应的调整,并对不同的施工方案进行分析,以挑选出最合适的方案.另外,可以对工程项目中的难点部分进行可视化模拟,例如,对施工机械配置规划的施工方案进行优化,对构件安装工序进行优化.同样的,施工进度优化其实也是一个重复模拟的过程,以便实现资源的优化配置.
3.3 施工管理优化
通过对施工方案进行模拟,有助于施工单位及时发现问题,并加以解决,这样一来,就突破了传统管理思想的束缚,改变了以往被动管理,进而转变为主动管理.如此,便能够使得施工问题的发生有所减少,能够进一步简化施工现场的管理活动.与此同时,这个可视化的施工过程,可以用来指导真实的施工.这种做法能够让施工人员对施工工艺、安全隐患等有着更深的了解,不但降低施工安全问题的产生,也能够提高工程的管理效率.
结语
综上,在桥梁工程设计与施工中,存在着结构设计较为复杂以及施工环境较为复杂的特点,这就对工程的设计与施工提出了较高的要求.为此,在设计与施工中,需要将 BIM 技术运用到其中,通过建立三维模型,来实现对工程的优化设计,对施工的可视化模拟.如此一来,便能够提高桥梁工程的施工效率以及管理水平.
参考文献：
[1] 邹阳 . 桥梁信息模型（BrIM）在设计与施工阶段的实施框架研究 [D]. 重庆交通大学 ,2014.
[2] 邵华 . 基于 BIM 的桥梁工程设计与施工优化 [J]. 江西建材 ,2016,09:203+207.
[3] 汪彬 . 建筑信息模型（BIM）在桥梁工程上的应用研究 [D]. 东南大学 ,2015.
（本文作者单位为江苏交科交通设计研究院有限公司 江苏 淮安 223003）
言而总之，上文是一篇关于桥梁工程和施工优化研究和设计方面的相关大学硕士和工程设计本科毕业论文以及相关工程设计论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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