王月新
(中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 江蘇南京 210014)
BIM技術(shù)自研發(fā)應(yīng)用以來,在我國各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,尤其是對橋梁建筑來說,通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)こ陶w情況進(jìn)行分析和研究,并通過信息數(shù)據(jù)的及時收集和處理,提高了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的質(zhì)量,更好的為橋梁施工提供技術(shù)支持,延長橋梁的使用壽命。
BIM是建筑信息模型的簡稱,其是通過數(shù)字模型的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)立體建模的一種形式。BIM技術(shù)包含了幾何學(xué)、地理信息、建筑原件性質(zhì)等多方面內(nèi)容,將其應(yīng)用在建筑工程中,能夠收集有關(guān)工程施工的信息和資料,完善信息平臺的構(gòu)建。在工程建設(shè)中應(yīng)用BIM技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的立體化,簡化傳統(tǒng)平面圖紙流程,提升圖紙?jiān)O(shè)計(jì)經(jīng)準(zhǔn)確性。同時該技術(shù)的應(yīng)用也便于工作人員統(tǒng)籌全局,選擇合適的施工技術(shù)及管理方法,以此降低成本支出,減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
BIM所具有的特征主要為協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性和可視性這三點(diǎn)??梢曅允侵傅氖菓?yīng)用BIM技術(shù)能夠直觀的將工程建設(shè)信息顯示出來,便于工作人員找出施工中存在的問題,并加以改善;優(yōu)化性指的是BIM中涵蓋了較多工程建設(shè)所需信息,能夠?yàn)楦黜?xiàng)工作的開展提供充足的數(shù)據(jù)支持;協(xié)調(diào)性則是通過該技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)了各部門之間溝通,保證了施工作業(yè)的有序開展。
橋梁工程建設(shè)涉及的內(nèi)容和部門較多,為了讓工程建設(shè)順利開展,需要各部門、單位之間的有效配合,增強(qiáng)圖紙和方案設(shè)計(jì)的合理性。在傳統(tǒng)橋梁工程建設(shè)前,一般都是通過平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)來明確工程建設(shè)要求的,由于局限性較強(qiáng),使得各部門之間無法進(jìn)行有效溝通,阻礙了工程的順利開展。而使用BIM技術(shù)后,能夠?qū)D紙內(nèi)容通過動態(tài)形式展現(xiàn)出來,便于相關(guān)部門、單位人員的觀看,再通過信息平臺展開交流,有效增強(qiáng)了方案設(shè)計(jì)的合理性。
后期設(shè)計(jì)是對前期設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行審核、檢查的重要環(huán)節(jié)。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠及時檢測橋梁模型設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容,并上報(bào)和調(diào)整其中存在的問題,滿足橋梁建設(shè)的基本要求。同時,在后期設(shè)計(jì)中,通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)η捌谠O(shè)計(jì)的模型實(shí)施深化處理,確保圖紙無任何問題。
某跨河橋梁建設(shè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目屬于舊橋改造,全長約為137m,共設(shè)置了8跨,且每一跨均有一道伸縮縫。橋面寬9m左右,兩側(cè)設(shè)置了人行通道。荷載等級為一級,通行速度控制在80km/h左右,且由于該區(qū)域無地震發(fā)生,所以對抗震等級不予考慮。橋梁結(jié)構(gòu)主要是采用鋼筋混凝土空心板橋結(jié)構(gòu),利用鋼筋混凝土澆筑實(shí)施橋面鋪裝作業(yè),而墩臺設(shè)計(jì)則采用了重力式墩臺以確保橋梁的支撐效果。具體數(shù)據(jù)參數(shù)及其BIM模型如圖1~2所示。
在該橋梁工程設(shè)計(jì)中,BIM技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面上:
3.2.1 BIM模型建立
圖1 新舊橋梁斷面設(shè)計(jì)圖
圖2 新舊橋BIM模型
在該橋梁工程中,立體模型的建立具有精度高、考慮較為全面這兩大優(yōu)勢。該工程是依照鋼筋級永久結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立的,且在建模過程中,通過對施工各階段要求的充分考慮,完善了模型內(nèi)容,如在模型中將相鄰橋模型和兩端公路連接情況進(jìn)行了全面研究,以確保模型構(gòu)建的完整性。
立體模型的建立主要分為三部分內(nèi)容:①參數(shù)族庫的建立。通過專業(yè)軟件的應(yīng)用,將橋梁工程結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)行了分析和錄入;②橋梁整體模型建立。結(jié)合參數(shù)族庫和低級勘測信息完善模型內(nèi)容;③鋼筋模塊的設(shè)置。根據(jù)橋梁下部結(jié)構(gòu)的具體特征分別設(shè)置對應(yīng)的鋼筋結(jié)構(gòu),并準(zhǔn)確計(jì)算鋼筋數(shù)量。
3.2.2 設(shè)計(jì)合理性及沖突檢查
在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù),能夠?qū)υO(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行前期檢查、校對和審核工作,從而更好的明確施工重點(diǎn),實(shí)現(xiàn)工程量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。通過立體模型的建立,能夠在施工前對圖紙中存在的問題予以更正,以提高施工質(zhì)量。另外,該技術(shù)的應(yīng)用有助于采購清單的羅列和對比,明確采購內(nèi)容,檢查工程量統(tǒng)計(jì)是否存在問題。
突擊檢查是BIM中較為基礎(chǔ)的工作內(nèi)容,對傳統(tǒng)工作模式進(jìn)行了優(yōu)化和變革,改善了傳統(tǒng)工作中尋在的協(xié)調(diào)性差、交流不及時等問題,提升了設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率,降低了成本支出。同時,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),通過該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工作的集合連接管理,有效調(diào)整了設(shè)計(jì)檢測中存在的問題,為工程的有序、順利開展提供了幫助。
3.2.3 施工模擬4D技術(shù)
4D技術(shù)是將模型同施工有效連接起來,利用立體模型對整個施工流程實(shí)施模擬操作,將各環(huán)節(jié)施工模型和施工計(jì)劃導(dǎo)入到系統(tǒng)中,實(shí)行施工進(jìn)度的模擬分析,這樣一方面能夠及時調(diào)整施工計(jì)劃,另一方面也便于工作人員掌握施工預(yù)算等信息。
橋梁的設(shè)計(jì)和施工是緊密聯(lián)系在一起的,且根據(jù)施工條件、地形等因素的不同,設(shè)計(jì)的施工方案也存在一定差異,對于大型吊裝橋梁來說,施工方案的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行合理規(guī)劃和安排,以滿足工程建設(shè)要求。本工程結(jié)合舊橋和當(dāng)?shù)厥┕l件,采用幾種不同的施工方法模擬施工,使得最終的施工方法更合理更科學(xué)。此外,由于該工程是對舊橋的改造,所以在施工時,要注意新舊橋之間的聯(lián)系,并利用立體模型將施工機(jī)械組織直觀展現(xiàn)出來,制定合理解決措施,減少問題的產(chǎn)生。
3.2.4 運(yùn)維階段應(yīng)用數(shù)據(jù)接口
通過BIM模型和運(yùn)維橋梁檢測數(shù)據(jù)接口文件的制定,實(shí)現(xiàn)了對橋梁的安全數(shù)據(jù)監(jiān)測和無線檢測,一旦出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常情況,模型會直接發(fā)出報(bào)警提示,并通過短信等形式通知相關(guān)人員,為將來BIM在全生命周期的應(yīng)用實(shí)行了有價(jià)值的嘗試。
在橋梁工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù),提高了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,加強(qiáng)了施工方、設(shè)計(jì)方和業(yè)主三者之間的溝通和交流,進(jìn)一步明確各方的建設(shè)意圖,減少了圖紙和方案設(shè)計(jì)中問題的發(fā)生,保證了橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量??梢哉f,將BIM技術(shù)應(yīng)用在橋梁建設(shè)中,是推動我國橋梁建筑事業(yè)發(fā)展的重要手段,對于完善橋梁建設(shè)水平,提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義。雖然該技術(shù)目前還不是十分完善,不過隨著科技的快速發(fā)展,該技術(shù)的功效也將被充分發(fā)揮出來。