因交通运输部的大力倡导和交通参建单位的积极响应，近年来BIM技术在交通土建行业的应用出现了前所未有的热潮，BIM因涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统以及各种建筑组件的性质、数量、全生命周期信息等，远不止二维到三维、4D、5D那么简单，BIM技术势必加速推进交通行业的精细化、可视化、信息化转型，甚至于对行业体系、产业格局的重新洗牌。
正因为BIM应用将冲击旧习惯、打破旧藩篱，所以大幅推广应用的路还相当漫长，可谓阻力重重。本文拟结合自身BIM应用实践，从解决传统设计中的痛点、难点出发，以提升设计水平与效率、促进行业高质量发展为目标，分享一些经验和思考。
BIM+特大桥设计
痛点难点：结构非标构件数量多、尺寸关系复杂，方案主要尺寸调整时设计修改工作量庞大（如跨径、矢跨比调整等），景观要求高、比选方案多。
运用案例：G6911安来高速白帝城长江大桥
白帝城长江大桥是G6911陕西安康至湖南来凤高速公路跨越长江的控制性工程，地处世界级风景名胜区长江三峡之瞿塘峡峡口上游约2.5km、距离白帝城景区约2.0km。白帝城长江大桥初步设计阶段分别就900m单跨钢箱梁悬索桥（矢跨比1/10、1/11、1/12）和800m斜拉桥等进行多方案比选，技术设计阶段方案推荐为2-65mT型刚构+916m单跨钢箱梁悬索桥+4-30m预应力混凝土连续箱梁。特殊的地域(风景名胜区附近、景观要求高)、复杂的地质(巴东组地层、稳定性差承载力低)、苛刻的环境(三峡库区30m大水位差消落带、长江经济带绿色示范区)等等是设计最大的挑战。上述因素的高关注度，需要针对性开展众多设计方案论证比选（桥型比选、孔跨比选、主梁比选、桥塔比选等），BIM+三维实景相结合是最佳解决之道。
经验做法：一是利用积累的悬索桥构件模板库和CATIA骨架线技术, 首先以道路中心线和主缆为主骨架建立参照线，而桥塔、索夹、吊索、索鞍、钢主梁、锚碇等，则基于模板库构件参照主骨架线自适应配置，只需要调整桥孔跨径、矢跨比、桥塔高等少数参数，就可以自动生成多个悬索桥方案，大幅提升方案设计效率。二是运用BIM模型配以三维实景（甚至叠加不同涂装颜色、不同灯光照明配置、不同桥塔形状，动态模拟三峡库区水位涨落等）真实展示各方案成桥状态，大幅提升设计沟通效率，有效支撑多方案遴选。
BIM+互通立交改造
痛点难点：山区互通地形受限展布困难、地质复杂，枢纽立交上跨下穿匝道交叉点多、净空受限，既有高速保通压力大、交通组织复杂。
运用案例：G6911安来高速奉节东互通
奉节东互通是G6911陕西安康至湖南来凤高速公路与G42上海至成都高速公路在奉节相交的枢纽立交。该互通现状为四路一般互通，由于地形狭窄（东西方向为G42，互通前后接梅溪河特大桥、财神梁特长隧道；北向为G6911，接孙家崖特长隧道；南向设收费站下地方公路），原互通设计为8字迂回型，交织路段位于G42主线两侧且较长、交通转换功能弱、运行安全性差，改造后要求实现G6911与G42十字枢纽高效通行和便捷转换。
经验做法：运用倾斜摄影+BIM技术，实现在众多控制因素下，快速有效的拟定工程方案。即通过倾斜摄影技术高度还原实景，直观展示工程边界；通过实景建模，实现了复杂立交的可视化；直观优化匝道线形和净空尺度；三维视图+二维图纸支撑互通方案比选。本互通初步设计共拟定了大喇叭+T型、双喇叭、半定向+双U转、半定向+双迂回等4个方案进行比选，最终推选了互通功能齐全、线形顺畅、流向清晰、主线无交织的半定向+双迂回方案，大幅提升主线通行能力及互通运行安全性。
BIM+隧道工程设计
痛点难点:复杂地形条件下隧道洞门选型、复杂水文地质条件下隧道施工计划制定、空间关系复杂位置的隧道斜竖井设计，等等。
运用案例：G69银百高速城开隧道
城开隧道是G69宁夏银川至广西百色高速公路在重庆城口至开州段上的控制性工程，隧道长11.489km，是目前重庆境内最长隧道，隧道存在岩溶、突水突泥、高瓦斯、高地应力、断层破碎带等多种不良地质，建设条件极为恶劣。
经验做法：运用三维实景+三维地质+参数化建模。一是利用三维实景+洞门模型多方案匹配，选择合适的洞门形式。二是利用地质勘探资料，建立隧道区域三维地质模型，直观展示地质条件，结合已参数化建立的洞身不同围岩级别衬砌结构，自适应选择支护参数，提升设计效率。三是对空间关系复杂位置的斜竖井与洞身段落，采用三维视图+二维图纸组合出图，提升设计沟通效率和质量。四是针对隧址区复杂的工程地质、水文地质等不良地质问题，依托BIM模型制作隧道施工虚拟仿真，提前检视相应施工环节，事先推演施工方案，有效提供技术支持，确保工程安全。
BIM+水运工程设计
痛点难点：水运工程专业多、项目协作协调难度大，沟通交流、展示汇报效果差。
运用案例：涪陵龙头枢纽港口工程
涪陵龙头港是重庆市四大铁公水联运枢纽港之一，位于涪陵长江右岸，5000吨级泊位有15个，年通过能力3000万吨，岸线2100m，设计高水位177m，低水位146m，运行水位差约31m，有6层系缆平台，实现停靠110m集装箱船。
经验做法：运用三维实景+全专业参数化建模，助力专业工作协同。本港口工程设计，含水工、陆域、机械工艺、建筑、机电、控制、给排水、消防及节能环保等多个专业，项目BIM应用基于关键线搭建的模型具有参数化特点，即总体设计模型变更后，BIM模型可实现动态更新，从而实现各专业组之间的工作协同。在航道工程设计中的BIM应用，则是通过建立航道全线BIM模型和三维实景，直观展示航道工程与周边环境的相互关系，实现便捷查询待整治的滩险、航道边坡和维护码头等工点或设施。
发展与思考
在当前大势下，我认为要更好推动BIM技术在设计领域中的应用，应抓好以下几件事：
首先，就是要建立BIM技术应用与传统设计协作配合的机制，这需要上升到单位长远发展的层面，从体制、机制上做出安排，避免两张皮，实现BIM技术与实际工作相结合，让BIM技术为设计质量、设计水平提升做加法，在正向设计尚难以大幅推广之前，翻模或平行作业也是有效的工作组织方式。
另外，BIM团队的构成，宜来自生产一线的技术骨干，他们拥有从事传统设计的经历和经验，了解传统设计的难点、痛点，也就很容易通过BIM技术应用的切入点，从而快速找到解决传统设计阶段难点、痛点问题的方案，比如让展示更清楚、沟通更容易、错误易发现、效率有提升，通过典型项目、示范项目的引领带动，逐步推广深入。
第三，BIM技术真正的价值体现必须要贯穿项目全生命周期，设计院不能在中间唱独角戏，因此也要深耕BIM应用价值的挖掘，推动在施工、建设、管理和运营等全过程的应用，让BIM技术为交通行业转型升级发挥应有的作用。
《桥梁 · BIM视界》杂志
2019年 第4期 总第11期
作者 / 刘小辉
作者单位 / 重庆市交通规划勘察设计院
