随着建筑行业的发展与设计人员专业素养的提高，在BIM技术的广泛应用之下，正向设计也逐渐成为了现代建筑设计中非常重要的一个要点。但要想实现正向设计却是一件非常困难的事，今天我们就从BIM技术出发，谈一谈桥梁工程中要如何实现BIM正向设计。

一、正向设计的概念

所谓BIM正向设计，就是在三维环境中直接开展设计的行为，包括分析项目需求、比选工程方案、选择结构形式、确定构件尺寸、推演施工方案、输出设计成果等基本过程。一般认为，BIM正向设计是传统设计流程的三维化升级，是传统设计方式的数字化和信息化的过程，也是真正以BIM模型为中心，将不同维度的相关信息进行集成统一的设计方式。

正向设计的概念主要是针对翻模方式而言的。由于目前直接进行BIM正向设计还存在很多困难，因此暂时采用 “先二维设计、后建三维BIM模型”的方式，来快速建立BIM模型，并探索BIM技术在项目全生命周期内的各种应用。

二、正向设计的难点

虽然从项目的全生命周期来看，三维设计得到的BIM模型能带来更高的应用价值，但现阶段，市政行业三维设计还存在效率较低的实际情况，这也是阻碍BIM技术往纵深发展的主要原因。BIM设计的困难主要体现在：

首先，构建满足三维设计需求的设计环境的工作量大。要进行三维设计，必须首先建立地形、地质等三维设计环境，并要求能清晰反映设计环境对项目的真实需求。但目前地形、地质等专业的信息化模型尚无法得到实现，更无法实现与结构模型进行信息交互。

其次，虽然BIM技术能给项目全生命周期带来较高的效益，但三维设计本身是一个复杂的工作，BIM模型的生长效率较传统二维设计的效率低得多，因此三维设计目前还无法满足项目周期的需求。

另外，三维设计本身要求进行多专业和多环节流程的协同,由于受协同效率影响较大,因此协同行为的标准化是一个必须解决的问题,而目前三维协同设计仍是一个探索中的问题。

三、桥梁工程三维设计的流程

在桥梁专业中，正向设计过程是传统设计方式数字化和信息化的过程，是二维设计向三维设计升级的过程。正向设计一般流程包括——

1.分析设计需求

对桥梁工程而言，分析设计需求一般包括地形情况、地质条件、道路线性、交通需求和其他需求，如抗震、防洪、通航，等等。

按正向设计的需求分析,必须首先建立三维环境。目前虽然已能在3DE环境下进行地形、地质建模,但尚无法将地形的限界、净空等信息和地质信息与模型进行有效的交互,需要进一步探索如何实现地形、地质信息，按照工程的需求进行信息的再加工。

2.方案设计

在三维环境下，我们可以更高效地比选路线的走向，确定路、桥、隧的比例，桥梁结构形式，以及可行的施工方案。

3.总体设计

在桥梁专业总体设计阶段，确定墩台布置是最重要工作。

在三维环境下直行跨径布置，可以直接进行方案比选，布跨的效率更高，也更有利于快速选择上下部的结构形式。

4.构件设计

构件设计以结构计算和其他分析结果为基础，是初步设计和施工图设计阶段的重要工作。

需要说明的是，虽然BIM模型快速转换为计算模型，或直接作为计算模型在技术上是可行的，但由于设计习惯、计算环境等因素，目前仅利用BIM模型转化板壳模型和实体模型，并用于局部计算，总体计算常用的梁单元模型还需要另外建模。模块化设计（CBD）为BIM模型转化为计算模型提供了可能性，但目前还没有成熟的例子可以参考。

5.选择施工方案

利用三维环境的仿真性，可以更准确地说明施工方案。除特殊桥梁外，设计成果中包含的施工方案，是一种可行的施工方案，仍需要施工单位在施工前进一步深化，并通过专家评审后方可用于最后的施工。

6.输出设计成果

BIM正向设计的成果，包括相应设计深度的BIM模型，必要的二维图纸和计算成果。目前三维出图的效率还不高，无法满足实际项目的需求。另外，在复杂程度较高的项目中，三维表达的直观性远胜于目前的二维图纸，在三维表达能有效替代部分设计图纸的情况下，是否可以对现有图纸体系进行调整，是一个值得探索的问题。

BIM技术是未来的趋势，学习、了解掌握更多BIM前言技术是大势所趋，欢迎更多BIMer加入BIM中文网大家庭（http://www.wanbim.com），一起共同探讨学习BIM技术，了解BIM应用！