BIM技術(shù)在市政工程施工中的應(yīng)用

賴晏生+薛宜明

摘 要：BIM技術(shù)是信息化建筑技術(shù)的核心。本文以新陽下穿通道工程為例，通過revit軟件建立下穿通道的整體精確模型，運用navisworks軟件對工程進行可視化分析、施工模擬、進度分析和工程量統(tǒng)計，同時通過3D打印三維模型用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工，從而達到提高效率，減少施工現(xiàn)場的變更，最終縮短工期，降低項目成本的預(yù)期目標。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 下穿通道 鋼筋建模

1.工程概況

新陽下穿通道起止里程K4+565～K5+015，全長450m，分為框架橋段和U型槽段兩種型式。U型槽段360m，設(shè)置于隧道兩端，起止里程分別為K4+565～K4+745與K4+835～K5+015。

U型槽段結(jié)構(gòu)型式為U形鋼筋砼墻體結(jié)構(gòu)。U型槽段組成如下：1/2凈寬：0.5m（檢修道）+（7.25m）（機動車道）+1.1/2m（中分帶）=8.3m；底板厚度（D值）隨側(cè)墻高度（H值）的變化而變化。

2.BIM技術(shù)應(yīng)用背景

住建部要求到2020年末，以國有資金投資為主的大中型建筑，申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)，在項目勘察設(shè)計、施工、運營維護中，集成應(yīng)用BIM的項目比例達到90%。

新陽大道下穿通道與新陽大橋、翁厝大橋、海滄至杏林海堤交叉，通道左邊臨海，右側(cè)為現(xiàn)狀排洪渠，施工條件復(fù)雜，尤其是通道框架段由新陽大橋56#，57#墩穿過，支護樁距新陽橋樁基最近約90cm，新陽大橋為三類橋，因此該工程對安全、質(zhì)量的控制要求極為嚴格，采用BIM技術(shù)能較好還原工程周邊現(xiàn)狀環(huán)境，3D視角的模型也能更為直觀的反映結(jié)構(gòu)尺寸以及交叉關(guān)系。

3.BIM技術(shù)概述及軟件選擇

建筑信息模型（b u i l d i n g information modeling，BIM）是指通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。簡單說就是利用計算機三維軟件工具，創(chuàng)建包含建筑工程項目中完整數(shù)字模型，該模型可以持續(xù)即時提供項目設(shè)計范圍、進度及成本信息，這些信息完整并完全可靠，能夠?qū)⒛Ｐ秃托畔?yīng)用于建筑工程設(shè)計﹑施工和運營管理等建筑全生命周期過程中。

市面上三維建模軟件多達數(shù)十種，但各軟件各有側(cè)重，價格差距也較大。目前應(yīng)用最廣泛的是歐特克公司開發(fā)的revit和navisworks軟件，revit軟件主要用于三維建模，navisworks軟件主要用于模型仿真分析，兩款軟件多結(jié)合使用。本項目采用該兩款軟件進行BIM應(yīng)用分析。

4.BIM應(yīng)用點4.1可視化

（1）凈空不足采取的措施。新陽橋T梁底與下穿通道冠梁頂間距約2.62m，基坑支護橫向支撐原設(shè)計采用Ф609*10mm鋼管，采用汽車吊或龍門吊安裝鋼管撐受限較大，效率極低，且可能在施工時碰撞新陽橋，造成較大安全隱患。與其他參建單位協(xié)商后，決定將鋼管支撐變更為混凝土支撐。這樣既方便施工，又加大結(jié)構(gòu)安全儲備。

（2）鋼筋建模。鋼筋模型用二維圖紙方式表現(xiàn)，對設(shè)計和施工都是一種限制，不能和工程實際對接，利用revit軟件鋼筋建模，可以清晰表現(xiàn)鋼筋布置方式，如圖1所示。

運用BIM技術(shù)可以按照CAD圖紙繪制實現(xiàn)實體的表達和運用。同時，通過BIM建模，能夠清晰了解項目設(shè)計理念，使施工人員可以熟悉工程形體以及圖紙內(nèi)容，提高對施工過程的預(yù)排查能力和問題預(yù)處理能力，保障工程的順利施工。

4.2方案交底

技術(shù)人員可利用三維模型進行施工技術(shù)交底，對復(fù)雜節(jié)點和重要構(gòu)筑物的三維展示可以幫助施工人員更準確的領(lǐng)悟施工要領(lǐng)與注意的問題，如圖2、圖3所示。

4.3工程量統(tǒng)計

revit軟件自帶的工程量明細表可以實現(xiàn)對工程量的精確統(tǒng)計，可以協(xié)助進行成本管控。工程量統(tǒng)計深度與建模深度有關(guān)，除結(jié)構(gòu)物尺寸和方量外，施工階段的模板﹑支架﹑甚至止水螺桿均可進行精確統(tǒng)計，如表1所示為A4側(cè)墻材料統(tǒng)計表。

4.4進度模擬

revit模型導(dǎo)入navisworks軟件中進行施工模擬。因建模軟件均有各自的針對性，如：revit主要針對建筑模、結(jié)構(gòu)模和機電設(shè)備，civil 3D軟件對道路工程及土方工程具有優(yōu)勢，teckla軟件針對鋼結(jié)構(gòu)，bentley軟件針對水利工程和橋梁工程。各類建模軟件彼此間不兼容，但均可導(dǎo)入navisworks軟件中組成一個整體模型進行一些功能運用。

將microsoft project編制的進度計劃導(dǎo)入navisworks中并與三維模型動畫關(guān)聯(lián)進行施工模擬?？梢员容^直觀的了解工序安排及進度流程。

4.5漫游

在navisworks軟件中進行施工漫游，漫游過程中可以查詢構(gòu)件的屬性、坐標、標高以及凈空凈距，并可了解結(jié)構(gòu)物之間的位置關(guān)系，對工程本身有一個整體性的認識，為合理安排施工流程提供依據(jù)。

4.63D打印

revit模型導(dǎo)出DWG格式，再由CAD軟件轉(zhuǎn)輸出stl格式，可與3D打印設(shè)備軟件實現(xiàn)接口對接。目前已將下穿通道工程及周邊建筑物按1：20的比例打印出。

5.BIM應(yīng)用效果

在該工程中應(yīng)用BIM技術(shù)具有以下幾點作用：

（1）施工階段應(yīng)用三維模型可快速查詢工程所在地質(zhì)情況、構(gòu)件結(jié)構(gòu)、位置信息等，節(jié)省管理人員時間，有效提高工作效率。

（2）安全技術(shù)交底時應(yīng)用BIM技術(shù)和3D打印可以使情況更直觀，使管理人員和班組人員能夠容易理解施工重點、施工措施和注意事項。

（3）revit軟件統(tǒng)計的模型工程量與清單工程量和實際消耗量進行多算對比，方便成本管控。

（4）運用BIM技術(shù)實現(xiàn)4D施工模擬，在計算機上模擬下穿通道施工過程，不僅可以提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，而且還能夠提前采取相應(yīng)措施降低施工風(fēng)險，確保施工安全，盡可能避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象。

6.結(jié)束語

BIM技術(shù)能提高施工企業(yè)總承包集成能力，能合理控制工程成本，實現(xiàn)綠色環(huán)保施工的理念，是建筑企業(yè)信息化建設(shè)的有效途徑。本工程將BIM技術(shù)引入市政工程的施工中，今后應(yīng)嘗試采用多種軟件建模，在對比分析后選擇適合各工程特點的軟件，同時還應(yīng)通過建立BIM管理系統(tǒng)，深入挖掘BIM價值，爭取讓BIM技術(shù)更好的為工程建設(shè)服務(wù)。

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