麗澤金融商務(wù)區(qū)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的BIM應(yīng)用

■ 王安保 許小虎 楊濤

■ 趙雪鋒 顧龍 劉占省 劉繼 林金彪

麗澤金融商務(wù)區(qū)
基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的BIM應(yīng)用

■ 王安保 許小虎 楊濤

1 工程概況

麗澤金融商務(wù)區(qū)F02、F03地塊項(xiàng)目總承包工程位于北京市豐臺(tái)區(qū)麗澤商務(wù)區(qū)核心地段麗澤橋（西三環(huán)）和菜戶營(yíng)橋（西二環(huán)）之間，周邊交通和市政設(shè)施較為成熟。項(xiàng)目用地北側(cè)是麗澤路、東臨蓮花河路，場(chǎng)地規(guī)劃用地面積約4.5萬(wàn)m2，由3棟超高層辦公樓（分別為F02-1#（31層）建筑高度150 m、F02-2#（25層）建筑高度120 m、F03#（42層）建筑高度199.9 m）、5層高的商業(yè)裙房、4層商業(yè)及停車場(chǎng)地下室組成?？偨ㄖ娣e417 187 m2，其中地上建筑面積309 900 m2，地下建筑面積107 287 m2。

本工程包括3棟超高層建筑，其中F02-1#為鋼筋混凝土框架-核心筒形式（二層至地上八層核心筒為勁性混凝土柱，地下三層至地上十三層外框架為勁性混凝土柱）；F02-2#為鋼筋混凝土框架-核心筒形式（地下三層至地上八層外框架為勁性混凝土柱）；F03#結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒-鋼管混凝土柱-鋼框梁-鋼樓面梁-組合樓板體系。

麗澤商務(wù)區(qū)項(xiàng)目為超高層項(xiàng)目，采用施工總承包管理，現(xiàn)場(chǎng)施工專業(yè)隊(duì)伍多、材料多、工序復(fù)雜，對(duì)總承包管理要求高、組織協(xié)調(diào)難度大。在項(xiàng)目實(shí)施管理過(guò)程中存在以下難點(diǎn)：

（1）總承包方要對(duì)業(yè)主指定的專業(yè)分包、直接發(fā)包工程負(fù)責(zé)；總包范圍專業(yè)種類齊全，施工周期長(zhǎng)，各專業(yè)分項(xiàng)工程間的穿插協(xié)作頻繁，總分包管理、協(xié)調(diào)量大。

（2）本工程位于市區(qū)交通核心地帶，施工過(guò)程中需要根據(jù)專業(yè)情況進(jìn)行總平規(guī)劃和動(dòng)態(tài)管理，實(shí)施人員需要準(zhǔn)確了解施工場(chǎng)地在不同階段的實(shí)際情況，保證人、機(jī)、料運(yùn)輸正常進(jìn)行及工程順利進(jìn)展。

（3）工程為超高層建筑，工程質(zhì)量安全問(wèn)題管理更加繁瑣。由于缺乏直觀的表述方式，相關(guān)人員間的信息溝通時(shí)間成本較高，而且效率較低。

（4）該工程涉及人員、材料、成本、質(zhì)量安全等工程信息量巨大，如利用傳統(tǒng)方式進(jìn)行工程管理，相關(guān)工作人員很難在第一時(shí)間獲取其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確信息。

為了解決施工過(guò)程中面臨的這些問(wèn)題，麗澤商務(wù)區(qū)項(xiàng)目在工程BIM技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將本地BIM應(yīng)用軟件與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，開展新的管理作業(yè)方式。

2 BIM解決方案

在工程開展前期已成立相應(yīng)BIM小組，并制定詳細(xì)BIM應(yīng)用方案，采用 Revit、GCL、GGJ軟件按照各專業(yè)建模規(guī)范要求創(chuàng)建BIM模型（見圖1）。

圖1 項(xiàng)目土建模型

在BIM應(yīng)用階段，選用廣聯(lián)達(dá)BIM5D軟件進(jìn)行本地BIM技術(shù)應(yīng)用，對(duì)工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量安全等業(yè)務(wù)進(jìn)行基于BIM技術(shù)的管理。為了解決施工過(guò)程中面臨的多專業(yè)協(xié)調(diào)難度大、相關(guān)人員獲取信息不及時(shí)、工程質(zhì)量安全問(wèn)題管理繁瑣等問(wèn)題，項(xiàng)目組在原有BIM5D軟件及其他相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上，引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多專業(yè)協(xié)同作業(yè)、項(xiàng)目信息實(shí)時(shí)共享、工程質(zhì)量安全問(wèn)題系統(tǒng)梳理等施工過(guò)程管理的BIM解決方案。

該解決方案是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將BIM5D軟件、BIM5D手機(jī)端、BIM5D Web端、項(xiàng)目廣聯(lián)云進(jìn)行聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步共享（見圖2）。

圖2 多端口數(shù)據(jù)聯(lián)通

（1）BIM5D軟件。通過(guò)在BIM5D軟件中集成全專業(yè)BIM模型，并將模型與工程進(jìn)度、預(yù)算、資源、施工組織等關(guān)鍵信息關(guān)聯(lián)。一方面，可以利用BIM5D軟件中的碰撞檢查功能實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)模型間的碰撞檢查，通過(guò)BIM瀏覽器軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果的及時(shí)獲取和在線溝通；另一方面，利用BIM5D軟件中的施工模擬功能對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，為施工生產(chǎn)組織和協(xié)調(diào)提供合理的施工流水界面切分，對(duì)人力、材料、機(jī)械等資源消耗進(jìn)行優(yōu)化，提供準(zhǔn)確的計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、生產(chǎn)和商務(wù)的橫向綜合應(yīng)用。BIM5D軟件應(yīng)用流程見圖3。

圖3 BIM5D軟件應(yīng)用流程

（2）BIM5D手機(jī)端。對(duì)于工程項(xiàng)目中的質(zhì)量、安全等問(wèn)題，質(zhì)量安全人員通過(guò)BIM5D手機(jī)端（見圖4）將現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集和錄入，并將數(shù)據(jù)利用網(wǎng)絡(luò)上傳到廣聯(lián)云的項(xiàng)目空間，其他相關(guān)人員可以在BIM5D Web管理艙和BIM5D軟件中進(jìn)行問(wèn)題查看管理。這減少了項(xiàng)目質(zhì)量安全人員的數(shù)據(jù)采集整理工作量，并方便將工程相關(guān)問(wèn)題及時(shí)反饋到相關(guān)人員進(jìn)行處理。

圖4 BIM5D手機(jī)端界面

（3）BIM5D Web端。項(xiàng)目管理人員通過(guò)BIM5D Web端（見圖5）可隨時(shí)查看廣聯(lián)云項(xiàng)目空間中的工程數(shù)據(jù)，包括項(xiàng)目資料、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本等BIM信息。

圖5 BIM5D Web管理艙

（4）廣聯(lián)云。廣聯(lián)云是一個(gè)面向工程項(xiàng)目的文檔管理和多方協(xié)作平臺(tái)，利用廣聯(lián)云作為工程項(xiàng)目BIM數(shù)據(jù)的云端存儲(chǔ)空間。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將BIM5D軟件、BIM5D手機(jī)端的相關(guān)信息上傳到此云端存儲(chǔ)空間，以打造一個(gè)信息共享的工程數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)。工程各方可以通過(guò)此云端存儲(chǔ)空間快速、準(zhǔn)確獲取其想要的項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量、成本等各方相關(guān)信息。同時(shí)，通過(guò)確立各自的權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性，以滿足工程實(shí)際應(yīng)用需要。

3 BIM應(yīng)用

麗澤金融商務(wù)區(qū)項(xiàng)目部在項(xiàng)目開展時(shí)成立了比較完整的BIM應(yīng)用管理組織團(tuán)隊(duì)（簡(jiǎn)稱管理團(tuán)隊(duì)），組織架構(gòu)見圖6，為BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用提供了保證。項(xiàng)目BIM應(yīng)用組織架構(gòu)中的成員按照自身職責(zé)為工程提供相關(guān)的工程數(shù)據(jù)及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。

圖6 項(xiàng)目BIM應(yīng)用管理組織團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)

管理團(tuán)隊(duì)在BIM技術(shù)實(shí)施過(guò)程前制定了詳細(xì)的管理目標(biāo)和工程實(shí)施各階段的BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)。管理團(tuán)隊(duì)通過(guò)協(xié)調(diào)項(xiàng)目生產(chǎn)各相關(guān)人員的過(guò)程參與，確保各BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)在工程實(shí)施過(guò)程中的落地實(shí)施，從而協(xié)助管理人員為項(xiàng)目質(zhì)量、安全、成本、進(jìn)度等方面進(jìn)行精細(xì)化管理。

（1）質(zhì)量安全問(wèn)題采集。項(xiàng)目部通過(guò)BIM5D手機(jī)端利用互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、安全問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集、上傳、信息共享，打造新的相關(guān)問(wèn)題處理流程，與傳統(tǒng)方式相比更加直觀、及時(shí)、準(zhǔn)確（見圖7）。

圖7 傳統(tǒng)方式與BIM方式對(duì)比

項(xiàng)目中工長(zhǎng)、施工員、質(zhì)量安全員在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢或作業(yè)時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的問(wèn)題通過(guò)手機(jī)移動(dòng)端（見圖8）將問(wèn)題具體內(nèi)容及問(wèn)題發(fā)生位置信息以圖片、語(yǔ)音、文字備注等形式直接記錄、整理并利用互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端存儲(chǔ)空間。并將問(wèn)題處理責(zé)任分配給相關(guān)單位及標(biāo)注問(wèn)題處理狀態(tài)（見圖9），實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)、提交到解決整個(gè)過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤。

技術(shù)部管理人員通過(guò)BIM5D軟件或BIM5D Web端管理艙進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步，即可獲得技術(shù)人員通過(guò)BIM5D手機(jī)端所提交的相關(guān)數(shù)據(jù)。管理人員及時(shí)了解工程問(wèn)題情況并及時(shí)給出處理方案，做到現(xiàn)場(chǎng)工程問(wèn)題發(fā)生的第一時(shí)間相關(guān)負(fù)責(zé)人能夠清晰知道問(wèn)題的具體內(nèi)容及處理方法。在項(xiàng)目生產(chǎn)例會(huì)中，技術(shù)人員通過(guò)BIM5D軟件和BIM5D Web端管理艙將當(dāng)前工程質(zhì)量、安全問(wèn)題信息、直接負(fù)責(zé)人信息及問(wèn)題處理情況進(jìn)行直觀展示，各相關(guān)人員快速、準(zhǔn)確了解每個(gè)問(wèn)題的具體情況。生產(chǎn)經(jīng)理依據(jù)BIM5D軟件或BIM5D Web端管理艙提供的質(zhì)量安全數(shù)據(jù)進(jìn)行下一階段施工部署。

圖8 手機(jī)端問(wèn)題記錄界面

圖9 責(zé)任分配界面

（2）質(zhì)量安全問(wèn)題處理過(guò)程跟蹤。項(xiàng)目部相關(guān)管理人員通過(guò)BIM5D Web端（見圖10）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的工程質(zhì)量、安全問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，隨時(shí)了解工程質(zhì)量、安全問(wèn)題的產(chǎn)生情況及變化趨勢(shì)，從側(cè)面反映工程整體施工質(zhì)量管理情況。

對(duì)工程質(zhì)量、安全問(wèn)題的處理情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，詳細(xì)了解各施工單位問(wèn)題處理進(jìn)度及工程整體質(zhì)量、安全的產(chǎn)生、解決情況，確保每個(gè)工程質(zhì)量、安全問(wèn)題得以解決。為項(xiàng)目管理人員對(duì)工程進(jìn)行質(zhì)量管控、安全管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐。

圖10 問(wèn)題顯示界面

（3）工程資料現(xiàn)場(chǎng)查看。項(xiàng)目實(shí)施前，通過(guò)云端技術(shù)，利用BIM5D軟件將工程資料（施工圖紙、相關(guān)工藝規(guī)范、施工技術(shù)方案等）上傳到項(xiàng)目云空間并與對(duì)應(yīng)BIM模型關(guān)聯(lián)。施工實(shí)施過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可以通過(guò)BIM5D手機(jī)端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工構(gòu)件的二維碼進(jìn)行掃描獲取相關(guān)工程資料，了解施工要求、技術(shù)方案等輔助現(xiàn)場(chǎng)施工。

（4）工程進(jìn)度過(guò)程跟蹤。項(xiàng)目施工前，在BIM5D軟件中根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)劃分的流水段將工程BIM模型進(jìn)行劃分，并將進(jìn)度計(jì)劃中的計(jì)劃施工時(shí)間信息與相對(duì)應(yīng)流水段模型關(guān)聯(lián)。項(xiàng)目施工開展后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用BIM5D手機(jī)端將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)度情況及時(shí)采錄、上傳、信息共享。并在BIM5D軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，對(duì)各流水段的進(jìn)度進(jìn)行直觀展示（見圖11），為項(xiàng)目進(jìn)度管理提供可靠依據(jù)。

圖11 各流水段進(jìn)展情況

（5）工程成本過(guò)程跟蹤。利用BIM5D軟件及BIM5D Web端中的成本分析功能（見圖12），對(duì)云端儲(chǔ)存空間中的工程成本信息進(jìn)行分析，得到工程實(shí)時(shí)資金趨勢(shì)圖及資金、清單、人材機(jī)等對(duì)比分析表，為管理人員提供最新、最真實(shí)的可靠數(shù)據(jù)，協(xié)助管理人員制定科學(xué)合理的成本管理方案。

圖12 BIM5D Web端成本分析

項(xiàng)目經(jīng)理、生產(chǎn)經(jīng)理、工程部經(jīng)理等各部門管理人員通過(guò)BIM5D Web端駕駛艙在日常工作中隨時(shí)掌握工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全問(wèn)題及處理情況、工程進(jìn)度情況、成本分析結(jié)果。在生產(chǎn)例會(huì)中，技術(shù)人員利用BIM5D Web端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的直觀展示，使相關(guān)人員快速了解當(dāng)前工程具體情況，提高溝通效率，為做出下一步科學(xué)性決策和可行性部署提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)參考。

4 應(yīng)用效果

個(gè)流程相比傳統(tǒng)方式更加快捷、直觀，工程施工過(guò)程中的質(zhì)量、安全問(wèn)題解決率大幅提升。

（3）有效提高工程進(jìn)度把控力度。項(xiàng)目通過(guò)對(duì)工程進(jìn)度情況的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息及時(shí)共享分析。管理人員及時(shí)了解工程進(jìn)度實(shí)際進(jìn)展情況及各流水段間進(jìn)度的影響關(guān)系，為其后期制定相關(guān)進(jìn)度管理方案提供準(zhǔn)確、可靠的分析數(shù)據(jù)。

（4）工程過(guò)程成本有效降低。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工順序預(yù)演，對(duì)物資、資金使用情況進(jìn)行分析，確保項(xiàng)目按時(shí)完工。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將分析數(shù)據(jù)進(jìn)行信息共享，各相關(guān)人員可以快速獲取工程各階段相關(guān)成本信息，提前做好物資、資金準(zhǔn)備，避免因?qū)罄m(xù)所需物資、資金不清造成準(zhǔn)備不足帶來(lái)的誤工或提前準(zhǔn)備過(guò)多帶來(lái)物資積壓而產(chǎn)生的不必要損失。通過(guò)BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合有效提高了工程成本精細(xì)化管理程度，一定程度上降低了工程總體成本。

麗澤商務(wù)區(qū)項(xiàng)目通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將BIM5D軟件、BIM5D手機(jī)端、BIM5D Web端三者信息打通，搭建了一個(gè)信息實(shí)時(shí)更新、共享的云端儲(chǔ)存空間。項(xiàng)目施工過(guò)程中，對(duì)過(guò)程中的質(zhì)量、進(jìn)度、成本信息進(jìn)行及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)采集并進(jìn)行系統(tǒng)梳理，為項(xiàng)目各方人員提供了最新、最準(zhǔn)確、最可靠的工程數(shù)據(jù)，取得了以下效果：

（1）工程質(zhì)量、安全問(wèn)題采集、查看效率有效提高。與傳統(tǒng)工程質(zhì)量、安全管理方式相比，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)打造的新的管理流程更加快捷方便。項(xiàng)目一線人員通過(guò)BIM5D手機(jī)端可以將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的質(zhì)量、安全問(wèn)題快速準(zhǔn)確地進(jìn)行記錄提交。問(wèn)題處理相關(guān)人員可以快速通過(guò)BIM5D軟件或BIM5D Web端獲取問(wèn)題信息。在信息傳遞過(guò)程中，真正做到信息傳遞及時(shí)、無(wú)遺漏，問(wèn)題反映直觀、準(zhǔn)確，大大提高了對(duì)工程質(zhì)量、安全問(wèn)題的采集及查看效率。

（2）工程質(zhì)量、安全問(wèn)題解決效率大大提高。項(xiàng)目通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)工程質(zhì)量、安全問(wèn)題的處理情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，責(zé)任到人。管理人員隨時(shí)掌握各單位相關(guān)問(wèn)題處理進(jìn)展及工程項(xiàng)目整體情況，確保工程中各質(zhì)量、安全問(wèn)題得以及時(shí)解決。整

王安保：廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司BIM事業(yè)部用戶運(yùn)營(yíng)部，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)，北京，100193
許小虎：廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司，高級(jí)工程師，北京，100193
楊 濤：中國(guó)建筑第二工程局有限公司北京分公司項(xiàng)目BIM室，主任，工程師，北京，100060

責(zé)任編輯 高紅義

基于BIM技術(shù)的葉盛黃河公路大橋智慧建造應(yīng)用研究

■ 趙雪鋒 顧龍 劉占省 劉繼 林金彪

0 引言

根據(jù)國(guó)家“一帶一路”的頂層戰(zhàn)略，多種跨越大江（河）、海峽（灣）的大型橋梁需要建設(shè)，推進(jìn)我國(guó)橋梁建設(shè)信息化、智能化達(dá)到“智慧建造”的建設(shè)理念。智慧建造［1-2］，要求工程在施工過(guò)程中必須兼顧對(duì)環(huán)境的保護(hù)實(shí)現(xiàn)“綠色施工”，即在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過(guò)科學(xué)的管理手段和技術(shù)的進(jìn)步，最大限度地節(jié)約資源、減少對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響的施工活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。建設(shè)項(xiàng)目在“智慧建造”［3-4］的理念下至少節(jié)約20%的資源消耗和碳的排放，其中施工一線的精細(xì)化建造帶來(lái)的節(jié)約可達(dá)5%～10%。BIM技術(shù)［5-9］作為智慧建造實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的重要技術(shù)之一，在21世紀(jì)被廣泛應(yīng)用，從應(yīng)用的范圍來(lái)說(shuō)包括建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、市政管廊、風(fēng)電塔架以及橋梁建設(shè)；從應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式來(lái)說(shuō)包括鋼結(jié)構(gòu)和混凝土等結(jié)構(gòu)?？梢?，從制造行業(yè)衍生而來(lái)的BIM技術(shù)［10-15］在國(guó)家城市的建設(shè)中起到了從量到質(zhì)的改變。BIM技術(shù)具有施工過(guò)程可視化、參數(shù)化、仿真性和信息化等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合橋梁施工特點(diǎn)對(duì)BIM技術(shù)在葉盛黃河大橋智慧建造中的應(yīng)用做出研究及探討。

1 工程概況

葉盛黃河公路大橋項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱本項(xiàng)目）起于青銅峽市葉盛西，接北京至拉薩國(guó)家高速公路葉盛互通式立交，止于靈武農(nóng)場(chǎng)一站，接在建的211國(guó)道靈武南環(huán)西延線和已建成的銀川西安高速公路，項(xiàng)目全長(zhǎng)10.3 km，其中靈武境內(nèi)4.3 km，全線采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。葉盛黃河公路大橋長(zhǎng)1.3 km，橋面寬31.5 m，兩岸連接線長(zhǎng)9 km，包括主橋、西引橋、東引橋和灘地引橋4個(gè)部分共計(jì)21跨。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其全景效果圖和整體結(jié)構(gòu)BIM模型見圖1。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用的必要性

本項(xiàng)目施工內(nèi)容主要包括道路、橋梁和地下管線等，在施工過(guò)程中主要面臨以下難點(diǎn)及問(wèn)題。

圖1 葉盛黃河公路大橋整體結(jié)構(gòu)BIM模型

（1）工程量大，工程變更容易引起施工效率低。傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙參數(shù)化程度低，當(dāng)工程變更時(shí)，對(duì)模型的修改費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于模型后期的應(yīng)用和施工進(jìn)度的推進(jìn)；表達(dá)內(nèi)容有限，細(xì)度不夠，可視化程度較低，不利于工人對(duì)構(gòu)件的加工和安裝，施工效率低。

（2）施工環(huán)境復(fù)雜，施工過(guò)程對(duì)自然環(huán)境影響較大。施工過(guò)程受地形、水流、天氣和季節(jié)等自然地理因素影響較大，同時(shí)該工程的施工過(guò)程也會(huì)對(duì)周邊自然和人文環(huán)境造成一定影響，現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃和交通流線組織關(guān)系的不合理布置將會(huì)對(duì)施工場(chǎng)地產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

（3）施工工藝復(fù)雜，技術(shù)交底困難。因地理位置及結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)都會(huì)造成一定程度的施工難度，傳統(tǒng)施工方案的編制重點(diǎn)在方案的可行性研究和比選上，更多的是依靠工程師和專家的經(jīng)驗(yàn)與一些施工標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)施工過(guò)程變故的靈活預(yù)見性，故在施工階段因方案及工藝的不合理引起的工程變更將會(huì)造成物質(zhì)材料的不必要浪費(fèi)，不利于工程交底。

（4）施工工期要求緊，施工進(jìn)度管理困難。二維圖紙和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃式的進(jìn)度管理是靜態(tài)的，不能預(yù)測(cè)、模擬、動(dòng)態(tài)調(diào)整整個(gè)施工過(guò)程，不能直觀全面的對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行管理，造成不必要的時(shí)間浪費(fèi)。

綜上所述，將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工過(guò)程中，充分發(fā)揮其參數(shù)化、可視化和仿真性的特征。施工前按照真實(shí)環(huán)境對(duì)場(chǎng)地仿真模擬，能夠從根本上提高施工效率，減少施工安全問(wèn)題與質(zhì)量問(wèn)題，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。并且，將設(shè)計(jì)和施工階段中的構(gòu)件尺寸、材料、用料量等信息關(guān)聯(lián)相應(yīng)模型，基于模型的參數(shù)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型動(dòng)態(tài)更新，通過(guò)人性化的輸入界面，將全橋施工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)模型數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)利用數(shù)據(jù)改變模型的高參數(shù)化工作方式，最終減少由設(shè)計(jì)變更帶來(lái)的工程變更等問(wèn)題。

3 BIM技術(shù)在葉盛黃河公路大橋智慧建造中的應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)模型

3.1.1 地形

在Revit軟件中根據(jù)勘察階段提供的地質(zhì)資料選取關(guān)鍵點(diǎn)，確定其相應(yīng)標(biāo)高，從而建立與真實(shí)地形相似度較高的地形BIM模型（見圖2）。在此地形模型的基礎(chǔ)上，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行建模，如林區(qū)、田區(qū)、水流和周邊建筑等（見圖3）。

圖2 地形模型圖

圖3 周邊環(huán)境模型

3.1.2 主體

基于BIM技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工要求建立相應(yīng)參數(shù)化橋梁模型，包括大橋主體、波形鋼腹板、預(yù)應(yīng)力和主橋掛籃（見圖4）。

3.2 場(chǎng)地布置模擬

在場(chǎng)地模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工要求及經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布置，合理安排塔吊、庫(kù)房、加工廠地和生活區(qū)等位置，解決現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地平面布置和劃分問(wèn)題，減少不必要的場(chǎng)地浪費(fèi)，降低對(duì)周邊環(huán)境和居民的影響，實(shí)現(xiàn)智慧施工。同時(shí)通過(guò)與業(yè)主的可視化溝通協(xié)調(diào)，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線，避免后期方案更改及返工。場(chǎng)地布置模擬見圖5。

3.3 施工方案模擬

圖4 BIM參數(shù)化橋梁模型

圖5 場(chǎng)地布置模擬

基于BIM技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目的施工方案進(jìn)行預(yù)演，避免傳統(tǒng)施工方案編制過(guò)程中出現(xiàn)的平、立面圖標(biāo)書不確定性的問(wèn)題，施工方案模擬有“靜態(tài)”和“動(dòng)態(tài)”2種方式。以吊裝方案為例，依據(jù)方案逐步檢查吊車機(jī)位與吊裝，靜態(tài)調(diào)整，找出最合理的吊裝機(jī)位，初步排除吊裝高度、工作半徑不合理的地方（見圖6）。在靜態(tài)模擬的基礎(chǔ)上對(duì)施工方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，找出施工過(guò)程中潛在的安全隱患提前處理（見圖7）。

圖6 靜態(tài)施工模擬（吊車機(jī)位檢查）

圖7 動(dòng)態(tài)施工模擬（碰撞監(jiān)測(cè)

3.4 施工工藝動(dòng)態(tài)展示

本工程存在大量復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，施工工藝復(fù)雜（如波形鋼腹板施工、掛籃懸臂施工和黃河橋主橋預(yù)應(yīng)力施工），通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可見性模擬，以提高計(jì)劃的可行性。通過(guò)圖紙和人工指導(dǎo)施工的舊有工作方式存在以下缺陷：（1）由于交流和理解不當(dāng)，導(dǎo)致錯(cuò)誤施工和返工；（2）二維圖紙不能直觀表達(dá)精細(xì)復(fù)雜的施工工藝，且圖紙修改困難。

基于BIM技術(shù)分解具體施工工藝，在Revit平臺(tái)上建立相關(guān)族和整體模型，將模型導(dǎo)入Navisworks、Lumion效果處理后進(jìn)行方案模擬。由于所有的模型和仿真動(dòng)畫文件可以云儲(chǔ)存并共享，實(shí)現(xiàn)圖紙與模型、模型與實(shí)際相關(guān)聯(lián)，動(dòng)態(tài)展示施工工藝，直觀了解整個(gè)施工安裝環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和安裝工序，清晰把握安裝過(guò)程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)。施工方也可進(jìn)一步對(duì)原有安裝方案進(jìn)行優(yōu)化和改善，以提高施工效率，減少工程變更造成的浪費(fèi)。

3.5 工程進(jìn)度控制

進(jìn)度作為工程項(xiàng)目三大管理之一，受施工方案、資源（人材機(jī)等）、環(huán)）境、地質(zhì)、天氣、管理水平等多種因素影響，其相應(yīng)的管理技術(shù)也在不斷發(fā)展。從橫道圖到網(wǎng)絡(luò)圖，實(shí)現(xiàn)了工序的優(yōu)化，但這種二維圖紙和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃式的進(jìn)度管理是靜態(tài)的，不能預(yù)測(cè)、模擬、動(dòng)態(tài)調(diào)整整個(gè)施工過(guò)程，在施工過(guò)程中存在不必要的時(shí)間浪費(fèi)。

為了解決以上施工進(jìn)度問(wèn)題，本項(xiàng)目運(yùn)用了5D-BIM技術(shù)將時(shí)間和成本維度加載到三維模型上，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)控制和動(dòng)態(tài)跟蹤優(yōu)化。首先將project格式的進(jìn)度計(jì)劃和BIM模型通過(guò)數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入5D平臺(tái)，在平臺(tái)上根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行流水段的劃分，同時(shí)將進(jìn)度與BIM模型相關(guān)聯(lián)，便可實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃可視化模擬，然后在進(jìn)度模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)度管理，步驟如下：

（1）將實(shí)際進(jìn)度錄入平臺(tái)與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，判斷提前完工還是延期；

（2）將進(jìn)度與模型相關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、直觀地了解施工進(jìn)程；

（3）基于BIM的施工模擬，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前或本階段的資源、資金消耗情況，這種快速精確的統(tǒng)計(jì)可以為進(jìn)度調(diào)整提供依據(jù)，有效減少工程重新計(jì)量浪費(fèi)的時(shí)間。

4 結(jié)論

（1）BIM技術(shù)在葉盛黃河公路大橋項(xiàng)目施工中的成功應(yīng)用，積累了參數(shù)化建模、場(chǎng)地仿真性布置、施工過(guò)程模擬和進(jìn)度控制等方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后路橋施工項(xiàng)目管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

（2）BIM技術(shù)的應(yīng)用有效解決了葉盛黃河公路大橋施工過(guò)程中面臨的難點(diǎn)和問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的可視化、參數(shù)化、信息化的管理及控制。

（3）葉盛黃河公路大橋智慧建造技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了綠色施工中節(jié)地、節(jié)材和節(jié)時(shí)控制。

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趙雪鋒：北京比目魚工程咨詢公司，董事長(zhǎng)，北京，100103
顧 龍：寧夏路橋工程股份有限公司，高級(jí)工程師，寧夏銀川，750000
劉占?。罕本┕I(yè)大學(xué)，副教授，北京，100124
劉 繼：北京比目魚工程咨詢公司，工程師，北京，100103
林金彪：寧夏路橋工程股份有限公司，工程師，寧夏 銀川，750000

責(zé)任編輯 李葳