BIM在项目中有哪些特征？BIM应用在桥梁工程中的优点

在BIM技术不断发展和创新的同时，许多企业和科研人员对BIM技术在工程项目中的应用研究也越来越成熟，BIM应用的最终目的是达到适用于项目全专业全生命周期，并且可以为项目解决服务问题的信息集成平台。

由于BIM技术还处在初步发展阶段，许多建筑企业对BIM技术的特性往往还不是很了解，认为BIM只是起到一个简单的三维展示效果。因此，要鉴别BIM技术对一个项目是否真的有帮助，真的能对项目带来收益是至关重要的。本节介绍BIM技术在项目中的以下四个特征，并提出其应用在桥梁工程中的优点。

基于BIM模型的可视化

可视化是BIM技术最核心以及最基本的特征。桥梁工程中许多结构构件非常复杂，普通的二维图纸很难表达，三维模型可视化就拥有了非常重要的作用。以CAD技术为衬托的二维图纸往往是通过正面、侧面和剖析面对建筑模型进行表达，而这些图通常只是由普通的线条进行绘制，结构构件的真正样貌很难被呈现出来，要求建筑工程人员要有很强的空间想象能力。若想要基于CAD二维图纸实现三维可视化，就只能使用第三方软件进行绘制三维效果图或者视频动画，然后再通过后期视频效果公司进行视频处理，但这些三维可视化软件并非是建筑专业的软件，不能完整的储存项目中构件的信息，所以这种三维可视化只能作为设计效果的展示。

（a）定义箱梁截面（b）参数化箱梁模型

图2.1 创建参数化箱梁变宽模型

在桥梁的设计过程中，设计人员经常会遇到一些复杂的异形构件，BIM可视化模型不仅可以帮助设计人员直观的展示出构件的形象，并且可以查看各个构件之间的关联，从而提升设计的精确性；在桥梁施工工程中，许多施工人员的识图能力不强，无法明确一些复杂构件的尺寸要求，通过BIM可视化效果可以清晰的看出构件的规格，提高施工人员现场的工作效率。近些年来BIM+VR技术也越来越多的应用在工程项目中，使用BIM可视化技术可以通过VR进行实景现场漫游，使得体验者能够全面地了解到工程全貌，并提高项目可视化效果，还能为现代智慧工程带来一些新的方法和理念。

图2.2 可视化编程下的参数化桥墩模型

通过参数化建模进行模型优化

在工程项目的设计阶段，通常需要对设计方案进行反复的修改和优化，设计人员需要浪费大量的精力来进行施工图纸的修改，而且还无法保证修改后没有错误，同时桥梁项目中的构件复杂且众多，所以这一缺点在特大型桥梁项目设计中尤为明显。桥梁的许多构件信息之间是相互关联的，若对其中一个构件进行信息修改，就需要对其有关联的所有构件都进行信息修改，使得设计的时间和成本增加。若通过BIM技术来对桥梁进行设计，可以基于BIM模型的参数化特性，创建出三维参数化模型，这样不仅能提高设计的效率，还可以减少修改关联构件的次数，保证模型的精确性。

目前BIM参数化建模主要由两种方法，第一种是利用建模软件自带参数化建模功能，首先建立模型轮廓特征，再对轮廓的参数进行定义和标注，最后对轮廓内的特殊节点进行相互约束，从而实现构件的参数化建模，如图2.1所示，这种参数化建模的方法适合在构造简单或约束较少的构件中使用。第二种方法是通过编程的方式来构造参数化模型，首先在三维空间坐标系里确定模型构件的坐标，然后使用节点库里的建模节点创建模型轮廓，最后使用函数节点结合特征放样实现参数化模型的创建，如图2.2所示，通过编程的参数化建模方法适用在结构复杂或模型要求精细的构件中。使用参数化创建的BIM模型中包含构件准确的参数信息，同时对相关联构件的参数赋予联系，达到了改变一点就能改变多点的效果。BIM技术的参数化功能大大提高了BIM模型设计建模的效率与完成后的修改效率。

图2.3 BIM在项目全生命周期应用

基于平台的高效协同能力

协同性是BIM一个非常优势的特征，一个项目的完成是需要多个专业共同协作配合的。使用CAD二维图纸进行设计时，各专业在设计过程中无法进行紧密的配合，导致经常发现信息不匹配的现象。由于不同专业掌握的项目资料有限，很难保证各专业设计的构件不发生冲突，若发生冲突问题，解决方法就是将设计人员组织起来，进行图纸校核，修改方案，这种方法又费时又费力，不能保证设计的高效性。对施工方而言，若发现图纸出现问题就会带一系列的连锁反应，不仅会导致工期的增加还会为施工人员带来极大的不便。随着BIM技术的出现与应用，这种落后的设计协同问题将会被得到解决。依托BIM的设计可以支持不同专业不同软件共同协作，避免出现设计完成后需要多方人员进行图纸修改，提高了设计效率。

BIM的协同能力不仅应用在项目设计中，而是在全生命周期都可以进行表现，如图2.3所示。桥梁工程项目各参与方沟通的紧密程度直接决定了项目管理的质量和效率。依托BIM技术可以建立一个数字化信息管理平台应用在项目的整个生命周期中，项目的所有信息资料都可以在平台中进行共享，各参与方可直接在平台中进行信息交互，促进工作的协同进行。

基于BIM的仿真模拟特性

作为项目分析、发现项目问题的方法，模拟性是最受建筑人员关注的一个BIM应用特性。它不仅能实现对建筑物的模拟，最主要的是可以对建筑物附近的建筑环境与现实中操作的事物进行模拟，并且可以进一步验证项目施工的可行性。在项目设计阶段，BIM技术可以根据需要对某些情况进行科学的模拟实验，如：光照模拟、人流量模拟、车流量模拟、公共场所紧急疏散模拟等，这些BIM模拟功能为项目的设计质量提升提供了很大的帮助。在施工阶段，施工动态模拟可以对新型的施工工艺或复杂的施工方法进行可视化仿真模拟，然后对方案的不足之处进行整改和优化。在建立的BIM模型基础上，通过与甘特图相关联，为不同构建赋予时间信息，就可以可以形成4D模型检查现有施工条件下制定的施工方案能否按施工进度计划完成。在4D模型的基础上，加上成本信息形成5D模型，帮助成本管理人员进行造价控制，有效的减少传统成本核对的工作量，节约人工成本。

作者：周枫 桂林理工大学

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