基于数字实景的路桥三维正向设计方案

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BIM是以建筑工程项目各项相关信息数据作为模型的基础,建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM模型可以看作一个集成了各阶段、各专业信息的一个“数据库”，这个数据库里面有几何信息(三维)、非几何信息(材料信息、构件信息、施工计划信息、质检信息、运维记录信息等)，非几何信息是“绑”在几何信息上的。有了这个数据库，就可以增、删、查、改信息,而这个增删查改是细化到某个BIM信息元素（如某个构件、某条材料信息)程度上的。

桥梁信息模型贯穿项目的整个生命周期，从项目规划、设计建造，到运营维护、资产信息管理，所有过程都包含着大量的数据需要处理。借助于互联网和移动设备等实现的信息移动化，助力项目团队在整个基础设施的生命周期和项目领域内，无论使用何种文件格式或者设备，均可通过一种安全受控的方式共享模型内的地理信息，其数据的互用性，确保了正确的人能够在正确的时间，以正确的格式和所需要的精度访问正确的信息，从而可以让大家在工程的全生命周期内更便捷、更方便地应用工程信息。

 三维协同设计与施工管理

三维协同设计就是利用数字化的三维协同设计软件系统来进行设计，是设计手段或者设计工具的一种更新。三维设计模式更接近于设计的本质：在真实的三维空间中表达设计，去推敲设计，去协同工作，以三维的方式去交付设计成果。同时，在三维设计协同的设计模式下，将更加强调团队的效率，而不是单个人的效率。

桥梁设计模型涉及几何信息及专业信息两部分。其中，几何信息需要输入结构的尺寸、体积、表面积，以及与相关环境的关系数据；专业信息则包括输入相关地理信息、桩号的路线数据、设计高程及坡度、混凝土的材料及相关支座信息、荷载及工况等分析数据。

采用桥梁BIM设计，从方案设计阶段，就可以直观明了地查看及调整方案，使设计效率更高、更准确。在深化设计阶段，可以及时刷新设计变更，使设计信息准确、数据报告清晰。进入到设计移交阶段，可以完整地传递数据，以及更加快捷、方便地查询信息。

协同设计具备三个方面的含义：同行业协同、跨行业协同、跨地域协同。在同行业协同中，可以进行基础数据的协同、上下游数据协同、标准结构协同。而跨行业协同中，可以实现模型共用、进度同步、碰撞检测等。跨地域协同涉及同单位协同和合作单位之间的协同。

桥梁BIM施工的优势体现在进度管理、成本与投资管理、质量管理及安全管理等方面。传统的进度控制方法是基于二维CAD，比较抽象，不能立体直观地展现项目的进度。BIM的3D虚拟可视化技术对桥梁项目进行仿真建模，进行施工冲突分析，实时把控人、材、机的进场节点，避免了进度拖延、返工等问题。

在信息建模..的基础上，可以对智能基础设施数字资产中的工程信息进行维护、运营和合规操作，从而保证信息的正确和完整性。另外，根据相应的工程信息还可以进行丰富的集成业务开发和门户服务，真正实现“信息随需而变”，可以提高运营效率和安全性、减少浪费，并增加基础设施投资回报，可以有效应对灾难事故响应、实施相关纠正措施，也可以应对改建、扩建或转换利用等业务变更。

 全生命周期的建模标准与工作模式

在三维信息建模..、工程项目内容管理及协同设计..、资产管理及运维支撑..等技术..的基础上，面向交通土建领域提供了专业的设计产品和解决方案。从建设阶段延伸到运维阶段，BIM应该支持工程的全生命周期。在前期考虑使用BIM进行规划设计时，一定要考虑后续的资产管理和运维，通过BIM的应用，建立数字化、智能化的基础设施。

具有良好的数据兼容性

交通土建行业涉及的专业广，需要的专业软件多，很难有一个软件厂商能提供所有的专业产品，设计人员也可能根据实际情况使用不同厂商的软件。因此，尽量使用数据格式一样的专业软件，并与外部的其他系统、其他数据格式具有良好的兼容性，是整体解决方案必须考虑的因素之一。更重要的是，数据兼容性是数据互用的前提，数据的重复利用率是提高企业效率的一个关键，也是有效协同的基础之一。

具有良好的专业覆盖性

从专业的角度出发，专业技术人员希望能够拥有用本专业的语言和自己交互的高效专业模块。从三维协同设计的角度出发，这是协同的前提。首先要解决个人的工作效率，才能充分发挥协同的作用。如果大量使用不同软件厂商的产品，专业软件之间的数据格式不统一，专业间的数据交互还需要转换或者导入/导出，很难实现真正的协同。

具有良好的协同工作能力

专业三维模块可以解决设计人员个人的设计质量和设计效率的问题。在这一基础上，再要大幅提高单兵效率的可能，已经非常有限了。事实上，三维工具在提高设计质量上的意义也远远大于个人的设计效率。同时，也应注意到，通过三维环境下的协同工作，让三维模型成为设计人员间沟通的载体，能够大幅度地提高人与人之间、部门与部门之间的工作效率，从而实现整个企业工作效率大幅度的提高。其实本质在于设计过程中，对参与项目的人、成果、流程、环境等因素进行控制，因此，需要一种软件系统架构来固化这些管理思维及工作模式，并进行跟踪和控制。

能够融合企业标准的解决方案

在三维环境下，无论是个人设计效率的提高，还是协同工作效率的提高，都受到标准化程度的极大影响。随着三维协同工作的展开，尤其是协同工作的展开，规范化、标准化的需求会在设计人员间自发的产生。因此，..具有此方面的能力，对于三维协同的效率和协同工作能够持续推进来说，具有重要意义。企业的设计标准化是包括交通土建行业在内的所有设计企业的发展趋势。

具有易用性和普及性的解决方案

三维协同设计将成为未来设计行业的一种常态。任何一个土木工程项目，所牵涉的设计人员无论在专业上和人数上都是众多的，这就需要三维协同解决方案要具有良好的可操作性、易学易用，而且在成本上也能够大量配置。同时，易学易用的特性也是实现快速部署，并在短时间内形成生产力的必要条件之一。

支持项目各阶段的解决方案

不仅要在设计领域实现三维协同设计，更重要的是要实现工程项目全生命周期内的管理，支持工程项目全生命周期的BIM技术是未来发展的必然趋势。因此，面向路桥行业的解决方案应该是完整的BIM解决方案。从规划到设计、施工到运营维护，，都应该有相应的产品提供支持，并且支持各阶段的软件产品之间的信息，应该能够相互兼容、相互流转。信息的可管理性及信息的移动化是解决方案要考虑的核心问题。

 桥梁BIM设计解决方案

OpenBridge Designer——桥梁深化设计，可以对桥梁专业的信息进行实时查询，包括桩号、高程、坐标、工程量。将设计与路线、地质专业进行协同工作，保证数据的不断更新，并设计同步钢筋模型，方便快捷地进行设计数据移交。另外，还可以对桥梁结构模型直接进行分析计算，分析不同的荷载组合与工况。

ProjectWise——项目协同和管理..，可与各种主流应用软件集成且无死角，对工程内容进行集中收集和管理，集中管控核心资产，确保信息数据的正确性、唯一性、一致性、连续性及完整性。同时，通过ProjectWise还可以实现标准化环境的推送，便于企业迅速实现三维协同标准化。

MicroStation——跨行业工程建模..，具有强大的三维功能。为用户提供了基于线框、表面建模方式、实体建模、参数化建模等一系列的建模方式，还可以使用基于特征的建模方式进行复杂的布尔运算和高级编辑，并支持全局变量和参数化图元设计。同时，MicroStation采用了基于参考的分布式存储结构，更能够有效地在大信息量条件下，流畅处理数据并保证数据的唯一性。真正实现工程内容建立在统一..下，多行业间协同无障碍。

本文刊载 / 《BIM视界》杂志 2018年 第4期 总第7期

作者 / 余良飞

作者单位 / BENTLEY软件（北京）有限公司

编辑 / 裴小吟

美编 / 赵雯

责编 / 周洋

审校 / 盛超 廖玲

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