bim在桥梁工程的应用

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1、BIM在橋梁工程的應用—以家源橋為例DOI:10.6653/MoCICHE/2017.04403.12BBIMIM在橋梁工程的應用—以家家源橋源橋為例王茲為／建業工程顧問有限公司結構技師石晉方／中華大學營建管理系副教授土木技師廖吳章／交通部公路總局第四區養護工程處處長「建築資訊模型」（BuildingInformationModeling,BIM）是從建築工程中發展起來，近年來建築設計導入BIM也越來越普及。但在橋梁工程的應用，仍尚在起步階段。本文藉由「台7甲線家源橋改建工程」設計專案的執行為例，將BIM導入橋梁設計各階段。藉由本案導入過程，了解BIM現有軟體之極限及套用在橋梁工程之侷

2、限與效益，並回饋至業主、設計顧問、承包商及軟體開發商，以期對未來公共工程推動BIM之導入提供實用參考。前言計顧問、承包商及軟體開發商，對未來公共工程推動BIM之導入將有極大效益。「建築資訊模型」（BuildingInformationModeling,BIM）之概念源自1970年代CharlesEastman所提出之工程概述「建築描述系統」（BuildingDescriptionSystem,BDS）。1980年代後，由美國逐漸開始發展其技術於營建產業。本案位於宜蘭縣大同鄉台7甲線3k+505路段，BIM的目標在於工程相關人員可從單一整合的BIM模現況家源橋為7跨預力混凝土I型梁橋，跨

3、距為37m，型中得到工程設計圖、3D透視圖、工程數量及成本分析橋長約259m，分別於民國48及79年竣工。橋梁跨越等。若工程變更，僅需於BIM模型中修改，所有工程相蘭陽溪，因恰在河道束縮位置，溪水流速快，橋墩受沖關資訊都能自動連結變動。由於BIM是以建築物為基礎刷而導致橋基裸露情形嚴重（圖1），故家源橋被公路所發展的技術，故國內目前大多應用於建築工程；相較總局列為全省48座重點監測橋梁之一。重點監測雖能於前者，其他如橋梁、道路等土木工程，則相對稀少。然而，營建產業普遍認同隨著相關技術發展，BIM將會對整體營建產業產生巨大衝擊，國內營建產業勢必無法置於此股浪潮外。有鑑於此，近年來行政院公

4、共工程委員會積極推動BIM在公共工程領域的應用，以提升國內之工程技術及品質。為配合政府政策，「台7甲線3k+505家源橋改建工程」是公路總局在橋梁工程應用BIM的第一個案例。由本案導入BIM過程，可了解BIM現有軟體之極限及套用在橋梁工程之侷限與效益，並回饋至業主、設圖1家源橋現況108Vol.44,No.3June2017土木水利第四十四卷第三期橋梁工程專輯即時反映河川與橋梁狀況，以作為是否封橋的參考依於模型中，並配合測量所得之地形及點雲圖，使工程人據，但對於養護單位之人力、經費及心理負擔皆至為沉員可透過模型了解各橋型方案與周遭環境關係及對景重。故橋梁管理機關擬於既有家源橋下游另建新

5、橋方式觀影響，從而選擇最適合之橋型。因本階段目標為確定以保障用路人的生命財產安全。路線及橋型，橋梁之各部尺寸（如跨度、梁深及橋墩尺寸等），乃橋梁工程師依自身經驗初步決定，尚未經詳BIM模型建立方法細結構分析，故BIM模型乃由橋梁工程師與BIM工程師溝通協調後，由BIM工程師使用Revit及Civil3D發本計畫之BIM模型建置採用AutodeskRevit2016展橋梁及道路模型。模型建立完成並調整至符合大地座軟體搭配CIVIL3D進行建置作業。先將測量資料匯標後（圖4），便可匯入點雲圖，使橋型與現地環境結入建立地形，再依據道路及橋型設計成果建置整體模合。另外此階段若有管線單位提供之資

6、料，亦可匯入模型，並利用Navisworks進行4D漫遊及視覺檢討。結型，納入工程檢討範圍（圖5）。構分析軟體則採用MIDASCIVIL2016。選用Autodesk本案於此階段提出兩種路線（截彎取直或緊鄰原橋系列產品原因除考量Revit為目前市佔率最高的BIM址）及兩種橋型（鋼箱型梁橋及混凝土箱型梁橋）並分軟體，且MIDASCIVIL2016提供了與Revit轉換的銜別提出11m及12m之設計橋寬，在考量行車安全、橋接程式，預計可減少未來不同程式轉換間的障礙。建梁沖刷及景觀等因素後，綜合各方意見確定改建橋梁橋置流程詳圖2。型定為330m四跨預力混凝土箱型梁橋，設計寬度為此外，本案在現

7、地測量階段即採用光達掃描，現地12m。其它工程內容包括兩側引道長度分別為35m及地形經後處理轉換成點雲圖（圖3），不但可提供精確15.5m及單跨15m鋼筋混凝土版橋（圖6）。大地座標，亦可供未來BIM模型情境模擬之用。圖2BIM模型建立流程示意圖圖4BIM模型符合大地座標圖5既有管線匯入BIM模型示意圖圖3測量點雲圖初步設計階段於前階段橋型決定後，初步設計主要是將前階段之設計原則階段BIM模型繼續深入建置，配合測量圖及點雲圖，將工本案在設計原則