BIM技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用研究

向 蕾

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院， 廣東 廣州 510925）

在建筑工程領(lǐng)域，假如把CAD的應(yīng)用視為建筑工程設(shè)計(jì)的第一次變革，建筑信息模型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)則是在新時(shí)代建筑工程設(shè)計(jì)中的第二次變革。為此本文嘗試將BIM技術(shù)應(yīng)用到箱梁橋施工過(guò)程中，開(kāi)展了以下幾方面的研究：第一；在查閱資料文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要的介紹BIM技術(shù)相關(guān)的概念、應(yīng)用特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀以及施工階段引入其的重要性。第二，結(jié)合BIM技術(shù)的特征， 研究BIM技術(shù)在梁在施工圖紙會(huì)審、進(jìn)度管理質(zhì)量安全管理方面的應(yīng)用以及優(yōu)勢(shì)。

1 研究背景及意義

BIM技術(shù)是基于三維立體建筑模型的工程管理技術(shù)和信息共享集成。該技術(shù)是建筑單位使用BIM建模軟件構(gòu)建三維建筑模型，同時(shí)集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息，對(duì)工程實(shí)體與功能特性進(jìn)行可視化體現(xiàn)。對(duì)于我國(guó)城市道路建設(shè)而言，目前的橋梁道路設(shè)計(jì)大多是采用CAD設(shè)計(jì)，然后以工程圖紙和說(shuō)明等文件來(lái)傳遞基本信息。隨著建筑信息模型技術(shù)的產(chǎn)生，建設(shè)工程行業(yè)迎來(lái)了一次新的變革。

1.1 國(guó)內(nèi)研究BIM技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)概況：最早從2002年左右BIM技術(shù)引入建設(shè)工程行業(yè)，國(guó)內(nèi)來(lái)看：國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用BIM技術(shù)大約在2004年。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM技術(shù)的叢書才剛剛起步。之后，隨著我國(guó)對(duì)科技攻現(xiàn)關(guān)計(jì)劃和科技支撐計(jì)劃的開(kāi)展和重視， BIM技術(shù)著力應(yīng)用于小部分重點(diǎn)箱梁橋梁示范工程。推進(jìn)信息化技術(shù)應(yīng)用，加快推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑工程中各個(gè)階段的應(yīng)用，比如，箱梁橋梁勘察、箱梁橋梁工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、箱梁橋梁施工過(guò)程的聯(lián)合應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)BIM行業(yè)現(xiàn)狀：雖然建筑信息模型技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑工程中出現(xiàn)了大量使用的繁榮表象。其實(shí)，國(guó)內(nèi)在箱梁橋梁建筑設(shè)計(jì)、箱梁橋梁施工管理行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的大型的高質(zhì)量項(xiàng)目數(shù)量、應(yīng)用深度、水平、廣度依然十分有限。BIM技術(shù)在箱梁橋梁上的應(yīng)用在發(fā)展與普遍使用會(huì)遇到各種困難，施工各方都需要放緩腳步、冷靜思考與積極應(yīng)對(duì)。

由此，結(jié)合BIM技術(shù)在簡(jiǎn)支箱梁橋梁的施工管理應(yīng)用研究較少。因此本文在研究箱梁橋梁的施工階段結(jié)合BIM技術(shù)的管理應(yīng)用研究，從而彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外研究的空白。

2 BIM相關(guān)概念

BIM的定義：BIM最早起源于美國(guó)，它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。建筑工程項(xiàng)目的各參與方比如：施工單位可以通過(guò)模型在項(xiàng)目全生命周期中獲取施工所需的管理信息并且可以替換、插入、共享建設(shè)工程項(xiàng)目各項(xiàng)箱梁施工數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)共同管理提高工程項(xiàng)目施工管理的效率。

住建局司處長(zhǎng)曾經(jīng)作出過(guò)解釋，建筑信息模型技術(shù)通過(guò)BIM內(nèi)置的參數(shù)模型整理各種施工項(xiàng)目的相關(guān)信息，在箱梁項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行協(xié)同和傳遞，使箱梁工程施工技術(shù)人員對(duì)各種各樣的建筑信息作出高效判斷和高效應(yīng)對(duì)，為箱梁勘察、箱梁設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建設(shè)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，也可以在提高箱梁生產(chǎn)效率、縮短工期和節(jié)約成本方面發(fā)揮不可替代的作用。

我國(guó)BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：BIM技術(shù)在我國(guó)箱梁橋梁行業(yè)的發(fā)展可謂新起之秀，尤其是在國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策后，更為建筑信息模型技術(shù)的廣泛和深度應(yīng)用創(chuàng)造了良性的發(fā)展空間。我國(guó)的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，主要分為三個(gè)層次：第一層為最高的標(biāo)準(zhǔn)：這是BIM應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；第二層為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：BIM分類和基本編碼的標(biāo)準(zhǔn)，BIM存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)；第三層為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：BIM項(xiàng)目交付標(biāo)準(zhǔn)，制造業(yè)工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)。

3 BIM技術(shù)在箱梁施工管理優(yōu)勢(shì)

3.1 基于BIM的圖紙會(huì)審要點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

箱梁橋梁施工準(zhǔn)備階段技術(shù)管理和橋梁施工過(guò)程中的主要內(nèi)容之一是橋梁圖紙會(huì)審，做好橋梁圖紙會(huì)審高質(zhì)量，核查檢驗(yàn)橋梁圖紙是否符合橋梁相關(guān)的條文的硬性規(guī)定，檢查橋梁圖紙是否滿足橋梁施工的基本要求，以及檢查橋梁施工技術(shù)要求與橋梁設(shè)計(jì)要求是否沖突，以及橋梁各專業(yè)作業(yè)期間之間是否沖突。所以橋梁圖紙會(huì)審對(duì)于減少或者避免橋梁施工藍(lán)圖中的問(wèn)題，完整完善設(shè)計(jì)要求，對(duì)于保證施工順利進(jìn)行以及提高工程質(zhì)量都有相當(dāng)重要實(shí)際意義。最重要的是，橋梁的圖紙會(huì)審在很大程度上影響著工程的質(zhì)量、進(jìn)度、成本一系列管理，做好橋梁的圖紙會(huì)審這項(xiàng)工作，橋梁圖紙中的一些沖突就能及時(shí)解決，可以縮短橋梁施工工期，提高橋梁施工質(zhì)量，進(jìn)而節(jié)約橋梁施工成本。當(dāng)然應(yīng)用建筑信息模型 的可視化可以很好的輔助橋梁圖紙會(huì)審進(jìn)程，同時(shí)三維圖像形象直觀。

BIM在橋梁圖紙會(huì)審過(guò)程中的要點(diǎn)：BIM 在橋梁圖紙會(huì)審與傳統(tǒng)的圖紙會(huì)審相比有以下的優(yōu)點(diǎn)；在發(fā)現(xiàn)橋梁圖紙問(wèn)題階段，相關(guān)專業(yè)人員熟悉橋梁圖紙之后，便可以開(kāi)始依據(jù)相關(guān)的橋梁施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)建箱梁橋梁施工三維模型，同時(shí)在創(chuàng)建橋梁三維模型的過(guò)程中，也可以發(fā)現(xiàn)橋梁施工設(shè)計(jì)圖紙中隱藏的問(wèn)題，專業(yè)法人技術(shù)人員也可將這些不易被發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行匯總，在完成橋梁三維模型創(chuàng)建之后通過(guò)專業(yè)的軟件的碰撞檢測(cè)功能，進(jìn)行相關(guān)專業(yè)內(nèi)的和各專業(yè)間的三維碰撞檢查。

3.2 基于BIM質(zhì)量管理實(shí)施要點(diǎn)

傳統(tǒng)的質(zhì)量管理主要依靠相關(guān)的箱梁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制度、質(zhì)量管理制度的建設(shè)、質(zhì)量管理人員和安全管理人員對(duì)箱梁施工設(shè)計(jì)圖紙的熟悉及依靠施工管理經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷箱梁施工工藝技術(shù)合理性，因此對(duì)于質(zhì)量控制點(diǎn)的傳遞、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體檢查、安全檢查等方面都具有一定的限制。采用建筑信息模型技術(shù)可以在質(zhì)量技術(shù)交底、現(xiàn)場(chǎng)橋梁的箱梁實(shí)體檢查、現(xiàn)場(chǎng)橋梁施工資料填寫、橋梁樣板引路各個(gè)方面進(jìn)行使用，可以提高箱梁質(zhì)量管理方面的工作效率和管理的有效性。在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:

（1）箱梁橋梁模型和動(dòng)畫的技術(shù)交底。針對(duì)比較復(fù)雜的橋梁箱梁或難以CAD圖紙表達(dá)的施工位置建立BIM三維模型，將橋梁三維模型圖片加入到橋梁施工的技術(shù)交底書面資料中，方便橋梁分包方及橋梁施工班組的理解和施工；同時(shí)利用橋梁施工技術(shù)交底的協(xié)調(diào)會(huì)，將關(guān)鍵工序、重要檢查的安全質(zhì)量檢查部位在 BIM模型上進(jìn)行交底和相關(guān)作業(yè)檢查模擬，清晰明了的討論和確定橋梁安全質(zhì)量保障的相關(guān)措施，實(shí)現(xiàn)橋梁交底內(nèi)容的無(wú)縫傳遞。

（2）現(xiàn)場(chǎng)模型對(duì)比與資料填寫。通過(guò)BIM軟件，將BIM橋梁模型導(dǎo)入到電腦上，讓橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員利用橋梁模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的布置和橋梁實(shí)體進(jìn)行對(duì)比，直觀明了的快速發(fā)現(xiàn)橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量安全問(wèn)題，專業(yè)人員并將發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題拍攝后直接在電腦上記錄需要整改的橋梁質(zhì)量安全問(wèn)題，將現(xiàn)場(chǎng)照片與橋梁質(zhì)量安全問(wèn)題匯總后生成質(zhì)量整改通知單下發(fā)到各施工單位，保證橋梁質(zhì)量安全問(wèn)題處理的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，從而加強(qiáng)施工各方對(duì)箱梁施工過(guò)程的質(zhì)量安全的控制。

（3）動(dòng)態(tài)樣板引路。將 BIM 融入到樣板引路中，打破傳統(tǒng)箱梁在現(xiàn)場(chǎng)占用大片空間進(jìn)行工序展示的單一做法，在現(xiàn)場(chǎng)布置若干個(gè)觸摸式顯示屏，將橋梁施工重要的一些樣板做法、質(zhì)量安全的管控要點(diǎn)、橋梁施工的三維模擬動(dòng)畫、橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)展出，為橋梁現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管控提供精準(zhǔn)服務(wù)。

研究表明BIM技術(shù)對(duì)梁橋施工管理具有高效性和可行性，可為類似項(xiàng)目提供BIM技術(shù)研究依據(jù)，也可推動(dòng)BIM技術(shù)在梁橋項(xiàng)目的應(yīng)用。