?

近年来，伴随着国内桥梁建设的高速发展，传统的方案创作及设计方法难以匹配其发展规模及景观性的高品质要求。BIM技术在建筑工业领域得到了大力的发展和推广，BIM技术的引入能够大幅提升桥梁设计和信息化水平。目前，桥梁正向设计的占比仍不高，且真正将BIM正向设计思维和方法介入到前期方案设计，并用于指导和规整中后期设计的探索相对较少。本文将针对上述行业痛点和技术难点，提出将正向设计方法引入桥梁方案前期创作中，以供探讨。

技术背景

轻型BIM平台的选择及技术路线的确定

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）是建筑学、工程学及土木工程的新技术手段，自BIM技术引入桥梁专业以来，在常规型桥梁设计中得到了广泛研究和应用，有效提升了桥梁的设计效率。目前较为主流的桥梁BIM应用平台主要包括：Autodesk Revit、Dassault Catia及Bentley，针对上述平台进行了多维度对比分析，提出了一种“轻型BIM”的正向设计架构思路，平台要求为：软件轻量化、软件生态丰富、软件成本低、易学易用易推广、异形造型及深化优势突出、参数化能力强大和信息集成能力强等，最终确立了以工业级三维软件Rhinoceros为三维核心驱动的“Rhino+Grasshopper+Revit”的BIM协同设计平台[简称R+GH+R]，作为本文三维正向设计的主要BIM应用平台。

?

BIM平台对比

该平台以三维为驱动内核，逻辑架构为线性骨架驱动，桥梁设计的边界条件、方案造型等均包含精准、有效的有理化和参数化逻辑信息，本质上区别于传统的CG类软件体系（譬如3ds Max），能够满足自方案创作到施工模型的全过程三维深化和协同，其突出优势是能够快速完成多专业的协同设计，实现方案创作、交互设计、建筑表现、BIM设计等系列工作，实现专业内全闭环的创作、设计和表现，不用借助CG类软件进行转换和流程反复，避免了各软件间信息传输和丢失，经拓展的信息和几何模型均可通过IFC格式跨平台传递与共享，为BIM的全生命周期应用打下基础。

?

轻型BIM平台架构及其建议软件

软件协同平台

R+GH+R轻型BIM协同平台的突出优势为：造型能力强、易学易推广、易开发定制、轻量化及参数化能力强、软件生态丰富、兼容性好、协调性强，涵盖创意造型、深化设计、表现表达和BIM设计等环节。其中，“软件生态丰富”系指核心软件的生态圈功能强大且流程完善。该平台的三维核心为Rhinoceros（中文名：犀牛），系工业级造型领域强大的三维造型及深化设计软件，也是目前在建筑领域应用最为广泛和深入的软件，NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines）建模是其基本建模方式，而自Rhino 7.0版本以来，加入了相对成熟的SubD细分建模技术（CG类软件譬如Maya、3Ds Max等软件常用的造型方式），极大地增强了Rhino的创意和深化设计的能力；Grasshopper（蚱蜢，简称GH）系Rhino自带参数化插件，系数字化设计方向和参数设计的主流软件, 其二次开发和插件库涵盖了造型、结构分析、拓扑迭代、表现表达等诸多领域；Autodesk Revit是国内市场普及率最高的三维信息化集成平台，是企业BIM应用对外信息化最有效的数据接口，能够满足BIM成果的交付需求。

?

「R+GH+R」核心软件组成

BIM平台的软硬件系统支持

结合企业需求和生产、管理的特点，借助硬件系统打造和维系软硬件相结合的BIM应用生态链，使得软件系统能够更好地服务于桥梁方案创作、设计及BIM应用。其中，软件支持包括：WEB、APP及数据库开发，模型转换系统等，硬件支持主要包括：三维设计单机、GIS数据处理服务器、项目协同服务器、云计算、3D打印、VR虚拟现实及无人机等。

?

「R+GH+R」软硬件生态

传统方案创作模式的不足

桥梁方案创作和设计传统模式的参与方一般包括：桥梁工程师、建筑景观师和CG效果图公司，尽管该模式的分工协作更有利于提升生产效率，但其弊端也十分明显：