本项目运用BIM技术建立桥梁详细模型并以该模型为基础进行模拟施工的办法来确保桥梁建设的有序进行。该桥采用6车道高速公路标准建设，桥梁全长1690m，由主桥、副桥及引桥三部分构成。主桥采用(110m+2X 200m+110m)波形钢腹板单索面斜拉桥，桥宽34m；副桥采用(48m+9X 90m+48m)波形钢腹板钢构——连续组合体系梁桥，引桥采用4X40m装配式预应力连续T梁桥，副桥及引桥桥面分幅，单幅宽度15.5m。

图1

建立桥梁详细模型

以主梁部分为例，运宝黄河特大桥的主桥及副桥采用单箱5室“波形钢腹板+混凝土腹板”组合结构变截面箱梁形式。施工时采用悬臂浇注法，其中0号块采用托架现浇，其它主梁梁段采用挂篮悬臂施工。根据施工图纸可以发现，除0号块外的其他主梁梁段虽然尺寸有所不同，但其形状相似，可以通过将梁段混凝土构件尺寸参数化的方法完成其实例化工作，之后将建立的波形钢腹板构件( 由波形钢腹板、翼板及角钢连接件等零件组合而成)与其组合并单独建立0号块构件来完成桥梁主梁详细模型的建立（图1）。

图2

钢筋设计

在建立桥梁详细模型时需要为桥梁布设钢筋，在上一节钢腹板构件的建模过程中其实已经涉及到了钢筋布设工作。以桩基钢筋为例：

图2所示为在CAD平台下设计的运宝黄河特大桥桩基钢筋布设示意图，在该图中无法看到钢筋的实际形状，也无法了解钢筋与钢束、钢筋转角、预应力齿板间的冲突程度。这可能导致在施工过程中由于钢筋尺寸不合适无法完成布设工作，造成时间与经济方面的损失。

图3＆图4

运用CATIA软件进行配筋时会涉及以下几方面的内容，包括：钢筋模板的选择、钢筋参数的设置、钢筋的干涉检查以及导出钢筋数量报表。其设计建模基本流程如图3所示。

如图4所示，CATIA 软件提供了61种预制钢筋模板供设计人员使用，可基本满足桥梁钢筋建模需求。这些预制模板可划分为三种类型，分别是钢筋形状固定的Fixed、钢筋形状受平面限制的Adaptive LP以及钢筋形状可跟随曲面变化的Adaptive FS。

图5

选定钢筋模板后开始钢筋的创建工作，通过在软件中选择相应的钢筋型号、钢筋位置、钢筋弯折半径等内容并运用阵列命令对钢筋的数量、间距做出规定，可创建出如图5所示的桩基钢筋三维模型图。

如图6所示，在CATIA钢筋设计命令中，可对建立的钢筋进行碰撞检查，检测可在通过阵列得到的钢筋部件内部或两组不同部件之间进行。检测前者时第二组元素默认为无；检查不同部件之间的碰撞时则需分别选中两组元素。检查后产生碰撞的位置软件用红色进行标识，使用该命令中的播放键可放大查看干涉位置。

图6

完成对钢筋碰撞的修改后，点击报表命令选择报表的对象(3D形状\特征集\单个特征)及样式导出钢筋报表。图7为导出的桩基钢筋报表的一部分， 其中包含每个钢筋集名称、粗细、模板类型、总长度、根数、折弯半径等信息。

图7

二维平面出图

道路的设计过程往往伴随着反复的修改与优化工作。传统CAD设计中，图纸由设计人员手工绘制，产生变更后需要对涉及该变更的所有关联尺寸信息进行修改。对于运宝黄河特大桥这种大型桥梁来说，由于包含的构件众多，且不同构件间联系紧密，一旦产生变更就意味着有大量的图纸需要进行重新绘制，这无疑会导致设计时间和成本的大量增加。应用BIM技术的桥梁设计中采用参数化建模的方法将结构实体与尺寸、材质等参数结合在一一起，修改一个参数便可调整所有和该参数关联的结构模型，结合BIM自动输出二维图纸的功能，在三维模型上的修改可以实时反映在二维图纸中，实现“一处修改，处处关联”，这将极大提高设计的效率和质量。

图8

如图8所示，运用CATIA软件中的工程图命令可以很方便的将三维桥梁模型中任意剖面转换为二维平面图纸。但取出平面图纸后相关标注、说明性文字以及图框需要手动进行添加，调整图中的标注与引线位置也较为麻烦。在实际应用当中，需要结合桥梁制图规范及设计单位的图框、标注文字使用习惯，运用软件自带的编程命令或者开放基于构件的编程接口对其出图功能进行二次开发，使其生成的二维图纸与传统设计方法下生成的二维图纸风格一-致， 便于后续工作中使用。

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