历时4年,塔米纳峡谷大桥建成通车。该桥为非对称混凝土拱桥,全长417米,主跨长265米。拱肋及桥面结构足够坚固,可以承受来自山区峡谷的强风,以及抵抗地震。与此同时,外形美观又轻巧,用料经济。由于该桥在设计时,利用复杂的BIM软件解决了在陡峭山体两侧不同高度建设的难题,使得这座既轻薄优雅,又结构强大的峡谷大桥成为可能。
详细的设计建模
Allplan公司的品质部主管、BIM技术的早期支持者Daniel Bittrich表示:最初,政府和承包商并不确定该设计能否建成。因此,设计师必须提供一个非常详细的模型。而这个模型是在BIM中创建的,由于软件中允许使用细长的截面,这使得桥梁可以建造得更为优雅,同时节省材料和成本。
BIM与CAD完全不同。Bittrich进一步解释说,使用CAD,你可以像使用数字绘图板一样使用软件来创建线条、阴影、文本等。然而,使用BIM,却可以创建一个三维模型,并将其用于传输、协作、模拟和优化。同时,这个BIM设计模型,还可以用于可视化、成本估算、结构和能源分析,协调设计人员、承包商和业主。在阿尔卑斯山脉用BIM技术建一座桥!_1
使用BIM进行设计的优点之一是,与传统绘图方法相比,它可以让工程师们追求更漂亮、更新颖的设计。Bittrich说:如果你所能做的就是基于传统的图纸进行设计,那么在美学层面上,它们可能不会像你的竞争对手所做的那样令人惊叹,因为你缺乏数字建模专业的前沿设计能力。你的设计也会消耗更多的能源,导致更多的二氧化碳排放。他们可能会为技术设施分配空间,但这些空间最终可能会在建设结束时被浪费掉,因为事实证明这些空间并不被需要。Bittrich接着解释了为什么不使用最新的BIM技术将会损害公司的声誉。最糟糕的可能是,你所在的咨询公司不会再招收到年轻的人才。因为谁想在电脑上画图赚钱,而不是像电子游戏那样在电脑上创建数字模型呢?
目前的BIM设计过程包括三个主要部分:跨学科协作、结构性检查、成本优化。
设计过程中的每一个主体道路工程师、桥梁工程师、结构工程师、岩土工程师,都有不同的角色定位,需要不同的信息来完成他们的工作。他们一般通过维护自己的文档,来获取并处理在各自的工作中需要了解的内容。
Bittrich说:道路工程师通常对桥梁设计的细节不感兴趣,也可能对某一特定地点带来的地质问题不感兴趣。然而,他们各自的模型和文档却都需要描述同一个项目。因此,当工程师们将这些模型上传到像Bimplus这样的BIM平台上时,所有不同专业的模型结合起来,会很容易发现冲突和不一致,然后可以在协调会议上讨论和解决这些问题。
一旦发现冲突,会导致产生昂贵的费用,并且会在解决冲突问题时使项目进展滞后。例如,如果预制桥面板与支座或梁的安装相冲突,在使用CAD设计的项目中,这种情况可能直到施工到那一阶段时才会显现出来。在BIM中,问题甚至可以在工作开始之前就被发现和纠正,并确保项目的每一位参与者都能在同一个平台上进行交流。
为达到精确设计这一目的,特殊的软件工具可以进一步加强对桥梁或结构可建造性的分析。这些解决方案通过分析联合模型来发现潜在的问题,联合模型将不同工程师使用的各种单独的模型数据组合成一个完整的模型。这个基于规则的检查软件,不仅可以发现和报告整体设计中的潜在冲突,还可以验证它是否符合建筑规范和政府法规。
Bittrich说:BIM当然可以帮助承包商获得比通常少很多错误的设计,并使他们更容易在截止日期和预算前完成工作。这显然也符合项目所有者的利益。业主将从减少建设延误的成本和更准确的投标中获得更大的益处。一旦大桥建成,维修将会更加容易,检查也不会那么麻烦。
就建筑环境而言,BIM可以预测结构对周围区域的影响,例如施工现场环境的破坏对周围的影响,以及桥梁的最终外观与周围环境的和谐性,这两者在人口密集的城市地区都显得尤为重要。
我们已经看到BIM如何帮助利益相关者改善合作,防止冲突,所有这些都有助于成本优化。然而,有时听到的关于BIM的反对意见之一是,对于软件的投资,以及学习BIM软件所耗费的成本较大,例如工程师们难以改掉以往的设计习惯。
Bittrich说:BIM是否值得花时间和精力?这并不是一个问题。事实上,如果一家咨询公司不拓展BIM能力,它迟早会倒闭。非BIM设计更容易出现漏洞和成本超支。虽然很难精确计算BIM项目所节省的成本,但他补充说,如果没有BIM的介入,由于许多细小的问题被忽略,因此设计的过程会变得非常流畅。但当这些问题在建筑工地暴露出来时,就已经为时过晚。设计必须改变,这需要花费时间和金钱,重要的结构可能需要重新设计,可能会有其他不可预测的费用和延迟。也许在冬天来临之前,建筑无法完工。新的软件可能在某一时刻开始发挥作用。业主可能会超出预算,要求进一步修改以降低成本。这就是项目失控的原因,造成了数年的拖延,而且产生的费用是最初预估的好几倍。BIM能够显著降低此类事情发生的风险。这才是它的真正价值所在。
BIM的未来将走向何方?
Bittrich给出的回答是,在设计阶段之外使用它,并在整个施工过程中使用它,这也是一项现在正在进行的工作。在未来,BIM将不仅仅局限于在设计和施工中使用,Bittrich说,其中创建的数字模型将直接用于制造和建设。推土机将完全由计算机控制,机器人将焊接并进行砌体工作。BIM也将应用于施工后的设施管理。
他预测,BIM将变得更加强大,并将被授权用于重要的项目,就像现在许多国家正在推广应用的一样。20年后,没有人能想象没有BIM的建设项目,在我们这个时代是如何完成的。