BIM技術(shù)在城市立交橋施工中的應(yīng)用

趙小鵬

中鐵大橋局第七工程有限公司，湖北武漢 430000

所謂BIM技術(shù)，也就是以BIM理念為基礎(chǔ)而發(fā)展出來(lái)的建筑施工以及技術(shù)管理中的一種新型信息工具。該技術(shù)是由西方發(fā)達(dá)國(guó)家首先提出的，目前在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，得到了很多成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。而我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用雖然還處于初期階段，但已經(jīng)得到了建筑行業(yè)以及相關(guān)政府部門(mén)的高度關(guān)注，具有良好的發(fā)展前景。BIM技術(shù)就是通過(guò)建筑工程信息模型的構(gòu)建，在模型中高度集成建筑工程在其全壽命周期所涉及的各種物理特征、幾何特點(diǎn)以及各種功能，為建筑工程開(kāi)展全壽命周期的信息化管理提供平臺(tái)基礎(chǔ)，從而提高施工的效率，加快施工進(jìn)度，降低施工的成本投入，實(shí)現(xiàn)建筑工程管理技術(shù)的精細(xì)化和現(xiàn)代化。本文將以某城市的立交橋工程的施工為例，分析BIM技術(shù)在立交橋施工中的應(yīng)用。

1 概述某城市立交橋工程

某市的立交橋工程采用的半定向結(jié)合單苜蓿葉型的全互通結(jié)構(gòu)，整體工程共計(jì)三層半。該城市立交橋工程建設(shè)內(nèi)容除了沙井和南站的主線橋部分外，還包括8條A-H匝道，掉頭車(chē)道、地面輔道和人行道各4條，此外，還有配套的交通照明、綠化、景觀以及排水設(shè)施。該工程需要在市區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行建設(shè)，在工程周邊地區(qū)存在較多的建筑物和地下管線，因此，對(duì)施工周期以及施工技術(shù)都有較高的要求，增加了深基坑開(kāi)挖等各項(xiàng)施工的難度。因此，在該工程中應(yīng)用了BIM技術(shù)，通過(guò)信息化的技術(shù)手段來(lái)為工程的施工建設(shè)創(chuàng)造更好的條件，并提高立交橋工程的施工管理水平。

2 BIM技術(shù)在某城市立交橋施工中的應(yīng)用分析

2.1 BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

2.1.1 應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行可視化轉(zhuǎn)化，做好技術(shù)交底工作

應(yīng)用BIM技術(shù)可以在工程設(shè)計(jì)階段和施工準(zhǔn)備階段構(gòu)建主體以及相關(guān)配套工程的三維數(shù)字化模型。與傳統(tǒng)的2D套圖相比，BIM技術(shù)所構(gòu)建的3D模型具有較高的可視性，能夠在建模階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑構(gòu)件間存在的設(shè)計(jì)高程、具體尺寸和平面位置差等問(wèn)題，使施工準(zhǔn)備階段的圖面檢討工作更加精確高效，同時(shí)在準(zhǔn)備階段能夠及時(shí)解決這些問(wèn)題，也有效地減少了工程在施工中的風(fēng)險(xiǎn)因素。通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)該工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可視化檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案中的多處錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)，例如，在C匝道的設(shè)計(jì)中存在支座墊石的大小問(wèn)題、在H1匝道的設(shè)計(jì)中存在橋臺(tái)支座的偏差問(wèn)題以及在E匝道部分的設(shè)計(jì)中存在箱梁鋼筋和波紋管之間存在碰撞問(wèn)題等。BIM技術(shù)的可視化為設(shè)計(jì)方案的變更以及優(yōu)化溝通提供了便利條件。工程項(xiàng)目的各參與方都能夠通過(guò)可視化的三維數(shù)字信息模型直觀地了解項(xiàng)目在設(shè)計(jì)施工中的狀態(tài)和存在的問(wèn)題，從而有效地促進(jìn)了溝通效率的提高。

2.1.2 應(yīng)用BIM技術(shù)計(jì)算工程量

在過(guò)去的工程量計(jì)算工作中，主要是利用CAD技術(shù)形成平面圖紙，再通過(guò)計(jì)算機(jī)或者人工方式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的效率比較低，也很容易出現(xiàn)計(jì)算誤差。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了工程量的計(jì)算準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。利用BIM模型可以簡(jiǎn)便快捷地對(duì)混凝等級(jí)、構(gòu)件標(biāo)高以及混凝土的方量設(shè)計(jì)等信息進(jìn)行提取，并利用工程模型進(jìn)行局部或者整體工程量的計(jì)算。還可以根據(jù)模型構(gòu)件的類(lèi)型和名車(chē)等多工程進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)或者工程量計(jì)算等，不僅提高了數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和可追溯性，而且能夠自動(dòng)生成材料清單，降低了人工作業(yè)的強(qiáng)度，提高了工程管理的效率和水平。

2.1.3 應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)立交橋工程的拆改方案進(jìn)行優(yōu)化

在該工程項(xiàng)目的建設(shè)中應(yīng)用BIM技術(shù)，以真實(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建三維場(chǎng)地模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程周邊地區(qū)的拆遷方案、道路環(huán)境以及通行條件等因素進(jìn)行綜合性的分析的目的。通過(guò)在BIM軟件中輸入真實(shí)的場(chǎng)地環(huán)境數(shù)據(jù)，形成了在施工各個(gè)階段的交通組織計(jì)劃以及施工圍擋方案，有效地提高了方案的可行性，為施工的管理人員拓展了思維空間。

該項(xiàng)目在實(shí)際實(shí)施時(shí)遇到了很多的干擾因素，例如在立交橋的沙井南站部分遇到了拆遷難題，而在施工現(xiàn)場(chǎng)的管理中也遇到了行人以及電動(dòng)車(chē)隨意穿行施工區(qū)域等問(wèn)題。由于項(xiàng)目施工的復(fù)雜性，造成拆遷以及交通組織管理的前期規(guī)劃方案難以有效實(shí)施。因此，為了解決這些實(shí)際問(wèn)題，需要對(duì)原有方案進(jìn)行修正，而B(niǎo)IM模型的易修改以及參數(shù)化特點(diǎn)為方案的優(yōu)化改進(jìn)提供了便利條件。利用BIM模型，可以按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)交通組織以及施工圍擋等參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的更新和修改，這樣就可以在保持原工作基本面的基礎(chǔ)上，對(duì)各施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)盡可能少的遷改來(lái)提高施工組織以及拆遷效率，為立交橋工程的順利施工奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2 BIM技術(shù)在城市立交橋工程現(xiàn)場(chǎng)施工階段的應(yīng)用

2.2.1 BIM技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)施工的管理工作中的應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)立交橋工程的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行管理主要是利用BIM模型來(lái)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的整體情況進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，從而提高施工管理的直觀性。BIM模型可以將現(xiàn)場(chǎng)施工中所涉及的各種場(chǎng)地布置、線路安排以及臨時(shí)性的設(shè)施等都通過(guò)三維方式在電腦中呈現(xiàn)，這樣管理人員就能夠通過(guò)模型來(lái)準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的具體狀態(tài)。而且還可以選擇模型局部并點(diǎn)擊，可以更加詳細(xì)地掌握該區(qū)域的高程設(shè)置、設(shè)備狀態(tài)以及現(xiàn)場(chǎng)施工安排等各種細(xì)致的屬性信息等。BIM模型的可視化呈現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)施工的規(guī)范化管理提供了便利條件，對(duì)于保證施工的順利進(jìn)行和施工安全都具有重要的意義。

過(guò)去在施工過(guò)程中使用的二維場(chǎng)地布置平面圖難以及時(shí)呈現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化，而B(niǎo)IM技術(shù)可以根據(jù)施工方案以及施工進(jìn)度要求對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行模型構(gòu)建，這樣施工管理人員就可以事先在電腦中利用BIM模型來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的空間布局以及設(shè)備安排等進(jìn)行模擬，提前發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配中可能存在的問(wèn)題，從而更好地保證施工的安全，為施工的順利進(jìn)行創(chuàng)造條件。

此外，立交橋工程的施工是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，施工現(xiàn)場(chǎng)需要根據(jù)施工的實(shí)際情況而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用就可以通過(guò)可視化模擬及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況而對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行更新，這樣就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。此外，應(yīng)用BIM模型還可以對(duì)施工人員以及機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)以及調(diào)配進(jìn)行優(yōu)化，并提高現(xiàn)場(chǎng)施工管理的規(guī)范性和科學(xué)性。

2.2.2 BIM技術(shù)中虛擬漫游功能的應(yīng)用

BIM技術(shù)還可以以這個(gè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)立交橋項(xiàng)目進(jìn)行幾何建模并導(dǎo)入模型，從而構(gòu)建一個(gè)虛擬場(chǎng)景，使管理人員可以通過(guò)電腦來(lái)獲得對(duì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)以及其周?chē)h(huán)境的體驗(yàn)感受，還可以獲得駕駛員角度的道路體驗(yàn)感受。BIM的虛擬漫游技術(shù)主要是通過(guò)連接多個(gè)場(chǎng)景來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，構(gòu)建三維全景效果，同時(shí)利用音頻、視頻以及文字圖片等多項(xiàng)目進(jìn)行多元化的呈現(xiàn)。項(xiàng)目管理人員不僅可以對(duì)該三維場(chǎng)景進(jìn)行瀏覽，還可以簡(jiǎn)便的通過(guò)電力數(shù)據(jù)來(lái)了解其中某一局部的細(xì)節(jié)信息。

此外，虛擬漫游還能夠?yàn)榕袛嗟叵鹿芫€走向提供便利條件，從而在施工過(guò)程中減少對(duì)地下管理的影響。通過(guò)漫游立交橋項(xiàng)目的污水以及雨水管道，管理人員可以對(duì)其高程數(shù)據(jù)等加以檢驗(yàn)符合，判斷其與建筑結(jié)構(gòu)是否存在沖突，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

2.2.3 BIM技術(shù)在施工協(xié)調(diào)管理中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化的立交橋工程中所涉及的參與單位比較多，相關(guān)的信息數(shù)據(jù)也十分復(fù)雜，因此，應(yīng)用BIM技術(shù)可以將工程項(xiàng)目的各種數(shù)據(jù)信息高度集成在一個(gè)平臺(tái)中，為各方的協(xié)調(diào)和管理創(chuàng)造良好的條件。在BIM平臺(tái)中可以集成立交橋工程的地理信息、各種云服務(wù)功能以及模型格式，為項(xiàng)目的全周期管理提供技術(shù)支持。在該城市立交橋項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理，提高了管理統(tǒng)一性和規(guī)范性，為保證施工質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)建筑行業(yè)也必須加快現(xiàn)代化發(fā)展的速度才能適應(yīng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，因此，建筑企業(yè)要積極應(yīng)用先進(jìn)的施工技術(shù)，提高自身的技術(shù)能力和管理水平。而B(niǎo)IM技術(shù)是建筑領(lǐng)域中的又一次重大技術(shù)創(chuàng)新，其通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的綜合運(yùn)用，不僅提高了設(shè)計(jì)圖紙和施工方案的可視化程度，優(yōu)化了工程建設(shè)的拆改疏散方案，而且使城市立交橋工程的現(xiàn)場(chǎng)施工更加高效有序，極大地促進(jìn)了施工效率的提高，更好地保證了施工進(jìn)度的順利推進(jìn)，從而保證了施工的質(zhì)量和安全，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)整體的現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的意義和作用。