BIM技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

邢寶亮 田海燕

（中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100089）

一、概述

近年來，BIM技術(shù)飛速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于我國公路工程建設(shè)中，尤其是在公路橋梁施工中。橋梁作為交通建設(shè)中重要的構(gòu)筑物，在施工階段通常具有以下特點(diǎn)：

公路橋梁工程施工環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，保證施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全存在一定困難。橋梁工程構(gòu)件構(gòu)造較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法在細(xì)部構(gòu)造方面表達(dá)不清晰，施工過程中常造成返工浪費(fèi)。此外，橋梁安全質(zhì)量管理涉及到建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工多方單位，傳統(tǒng)管理模式通常造成信息孤島，管理效率不高。

二、BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

（一）工程概況

新安1號大橋項(xiàng)目是海南儋州至白沙快速出口路項(xiàng)目的控制性重點(diǎn)工程，位于白沙縣阜龍鄉(xiāng)探扭村，設(shè)計(jì)行車速度為100km/h，使用年限100年，橋?qū)?5.5m，左幅長度813.7m，右幅長度843.7m，橋軸為南西至北東走向，橋梁設(shè)計(jì)交角90°；左幅橋梁布跨參數(shù)為3×30m+4×30m+3×(3×40)m+2×(4×30)m、右幅布跨參數(shù)為4×30m+3×(3×40)m+3×(4×30)m。

（二）BIM在橋梁施工設(shè)計(jì)深化中的應(yīng)用

基于BIM的橋梁工程施工設(shè)計(jì)深化，主要包含了施工模型設(shè)計(jì)優(yōu)化以及施工組織設(shè)計(jì)優(yōu)化兩個方面。

1.創(chuàng)建施工圖精度的BIM模型

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，通過建立三維BIM模型更好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，便于施工方提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，并與設(shè)計(jì)方協(xié)商解決，在施工前規(guī)避有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 橋梁BIM三維施工模型

2.橋梁主要構(gòu)件鋼筋碰撞檢查

橋梁構(gòu)件鋼筋構(gòu)造通常比較復(fù)雜，傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙?jiān)阡摻钆c預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件等細(xì)節(jié)方面設(shè)計(jì)明顯不足，造成橋梁構(gòu)件在實(shí)際施工過程中，出現(xiàn)鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件之間交叉碰撞等問題，給施工帶來諸多不便。而通過創(chuàng)建構(gòu)件鋼筋三維BIM模型，不僅可以利用相關(guān)軟件檢查鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件等構(gòu)件之間的交叉碰撞情況，同時也可以通過三維模型檢查鋼筋施工、安裝需要的空間和間距，發(fā)現(xiàn)鋼筋設(shè)計(jì)中存在的問題，以此排除傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中難以發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，還可以模擬施工，合理規(guī)劃施工中機(jī)械和物料的擺放位置，有效提升施工效率和質(zhì)量，縮短工期。

圖2 橋梁鋼筋碰撞檢查

（三）BIM在橋梁施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

采用BIM技術(shù)，三維BIM模型結(jié)合時間、人工、資源等施工影響因素，利用三維可視化、形象化等特點(diǎn)，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，提前發(fā)現(xiàn)存在的問題，以便更好地保證施工方案、施工工序組織、資源配置的合理性，加快施工進(jìn)度，提高工作效率。

1.施工進(jìn)度模擬

橋梁施工過程中構(gòu)件眾多，作業(yè)工序錯綜復(fù)雜，通過將橋梁施工過程中需要的時間、人員、物料、機(jī)械設(shè)備和施工工序等與BIM模型關(guān)聯(lián)，使用相關(guān)軟件開展可視化進(jìn)度推演，經(jīng)過計(jì)算對比分析后，最終形成一套科學(xué)合理的施工組織方案，可總體把控整個橋梁施工的進(jìn)度和質(zhì)量，保證橋梁的施工質(zhì)量，提高橋梁施工的經(jīng)濟(jì)效益。

2.施工進(jìn)度管理

通過BIM技術(shù)可以合理模擬施工項(xiàng)目，同時也可以將橋梁施工過程中涉及的實(shí)際人工、物料、時間等因素與三維BIM模型關(guān)聯(lián)，通過模型查看施工進(jìn)度總體把控資源使用情況。

3.施工過程中的協(xié)同合作

橋梁施工過程較為復(fù)雜，建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方等各參建方的工作情況對橋梁施工都會產(chǎn)生一定的影響。傳統(tǒng)管理模式下，不同參建方之間溝通較少，協(xié)調(diào)效率不高，而采用BIM技術(shù)施工，可將參建各方在施工過程中的相關(guān)信息關(guān)聯(lián)到BIM模型，達(dá)到共享數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)生產(chǎn)的目的。

圖3 橋梁BIM三維施工進(jìn)度管理

（四）BIM在橋梁施工安質(zhì)管理中的應(yīng)用

1.安全檢查

項(xiàng)目代建指揮部、監(jiān)理、總包部、施工單位應(yīng)用“安全質(zhì)量檢查管理系統(tǒng)”開展安全檢查活動的PDCA管理，利用物聯(lián)網(wǎng)、二維碼、移動互聯(lián)網(wǎng)、BIM、GIS等技術(shù)檢查危大工程、危險(xiǎn)作業(yè)、作業(yè)環(huán)境、特種設(shè)備、特種人員等重點(diǎn)對象，實(shí)現(xiàn)檢查全程留痕可追溯，并結(jié)合系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析檢查結(jié)果，為安全管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2.質(zhì)量檢查

項(xiàng)目代建指揮部、監(jiān)理、總包部、施工單位通過“安全質(zhì)量檢查管理系統(tǒng)”開展現(xiàn)場質(zhì)量問題填報(bào)和問題整改下發(fā)工作，同時責(zé)任人通過系統(tǒng)反饋整改情況，復(fù)查人員再開展復(fù)查，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量在線審批和流轉(zhuǎn)整改單，能夠大幅提高整改通知下達(dá)、整改反饋的工作效率，實(shí)現(xiàn)檢查全程信息化留痕可追溯管理。

3.結(jié)合BIM+GIS技術(shù)安質(zhì)信息查詢

根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)創(chuàng)建項(xiàng)目的三維全景BIM模型，結(jié)合GIS技術(shù)，融入地形數(shù)據(jù)、高分衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)等，搭建項(xiàng)目重點(diǎn)工程的全景可視化電子沙盤，實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的數(shù)據(jù)查詢與直觀展示。

三、結(jié)語

與傳統(tǒng)的橋梁施工模式相比，BIM技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，一是創(chuàng)建三維BIM模型，能夠在施工前發(fā)現(xiàn)二維施工圖中存在的問題，可提前優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免施工的返工浪費(fèi)；二是利用BIM模型結(jié)合時間、人工、材料、機(jī)械設(shè)備等要素模擬施工進(jìn)度，優(yōu)化施工組織計(jì)劃，能夠最大幅度提高資源利用效率，提高施工速度；三是以BIM模型為核心，建立參建各方統(tǒng)一的工作信息流，能夠打通信息壁壘，協(xié)調(diào)施工，提升工程品質(zhì)。