基于Dassault的橋梁BIM施工管理應(yīng)用及前景研究

童皓安 馮 曉

（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

0 引言

BIM即建筑信息模型，是一系列應(yīng)用于建筑行業(yè)全過(guò)程管理的信息化工具。通過(guò)將項(xiàng)目中各類(lèi)信息數(shù)據(jù)化，使得信息傳遞、交互、共享等處理方式更加智能高效，為參與到項(xiàng)目中的各方提供了數(shù)據(jù)化平臺(tái)，通過(guò)協(xié)同化、數(shù)據(jù)化、可視化和智能化，從而在提高工作效率、節(jié)約勞務(wù)成本、縮短工期、提升質(zhì)量。相對(duì)于傳統(tǒng)工作模式具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)。

1 基于Dassault平臺(tái)的施工BIM應(yīng)用

Dassault系統(tǒng)公司自1970年以來(lái)，即運(yùn)用3D技術(shù)為汽車(chē)制造、航空航天等行業(yè)的公司提供服務(wù)，曾根據(jù)Boeing公司的要求，協(xié)助其制造出第一架無(wú)紙質(zhì)圖紙的飛機(jī)。在土木行業(yè)，Dassault公司推出了基于BIM的一系列軟件，例如幾何建模軟件CATIA、三維地質(zhì)建模軟件GEOVIA、施工仿真軟件DELMIA等。其中運(yùn)用于施工管理的主要是施工仿真軟件DELMIA。是目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)施工BIM系統(tǒng)的主要應(yīng)用平臺(tái)之一。應(yīng)用主要有以下方面：

1.1 施工圖的3D正向設(shè)計(jì)或翻模

在國(guó)內(nèi)當(dāng)前環(huán)境下，在有BIM參與的項(xiàng)目中，其3D模型還主要以翻模為主，但是也不乏正向設(shè)計(jì)。Dassault軟件中以CATIA為首的軟件既可以對(duì)既有圖紙進(jìn)行翻模，也可以在構(gòu)件庫(kù)充足的情況下進(jìn)行快速的 3D正向設(shè)計(jì)。建立模板庫(kù)是Dassault的一個(gè)特色，其設(shè)計(jì)、管理等模版可以在軟件應(yīng)用的過(guò)程中不斷積累，使在對(duì)以后的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理時(shí)能使用之前所積累的模板。Dassault軟件的正向設(shè)計(jì)是對(duì)BIM參與設(shè)計(jì)的初步實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)施工工作的部分分步化和公開(kāi)化，所能夠?qū)崿F(xiàn)的構(gòu)件也有一定的復(fù)雜性，但是從工程整體來(lái)看，所能實(shí)現(xiàn)的BIM化還是有限。

1.2 施工圖協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

在工程進(jìn)入施工之前，需對(duì)原圖紙例如招標(biāo)圖紙等進(jìn)行修改完善，將其變?yōu)榭梢栽诂F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中實(shí)際參照的圖紙。其所涉及的方面眾多，需要多個(gè)專(zhuān)業(yè)參與，工作程度極其復(fù)雜，需滿(mǎn)足各個(gè)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，達(dá)到最大效率，且相互之間還要協(xié)調(diào)配合。深度設(shè)計(jì)極為繁瑣，在重大工程項(xiàng)目中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管線(xiàn)通道與建筑構(gòu)件之間出現(xiàn)沖突，即使僅各類(lèi)管線(xiàn)通道本身也會(huì)出現(xiàn)碰撞，給施工造成極大不便。

1.3 施工組織方案輔助編制

施工組織方案時(shí)工程項(xiàng)目的重要部分，是整個(gè)施工流程所需參照的計(jì)劃，也是各方溝通協(xié)調(diào)的集中體現(xiàn)。在當(dāng)前的 Dassault軟件環(huán)境下，尚不能做到輸入?yún)?shù)后生成施工組織方案，不過(guò)可以對(duì)已輸入的施工組織方案進(jìn)行修改調(diào)整。在施工組織方案界面上，可以對(duì)施工流程、方法、工序，以及統(tǒng)籌組織、現(xiàn)場(chǎng)布置進(jìn)行調(diào)整，基于BIM技術(shù)，施工方案、現(xiàn)場(chǎng)布置、工序安排等均可以通過(guò)施工組織方案修改界面與施工仿真軟件DELMIA相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 達(dá)索平臺(tái)的局限性與改善途徑

2.1 目前存在的問(wèn)題

對(duì)照BIM的理念和目標(biāo)，Dassault平臺(tái)作為BIM施工管理系統(tǒng)在基礎(chǔ)層面還存在較多問(wèn)題。

1、首先在施工圖正向設(shè)計(jì)或翻模階段，Dassault軟件很好的利用了BIM可視化的特點(diǎn)，橋梁的下半部分結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)正向建模，上半部分的力學(xué)結(jié)構(gòu)則暫不能實(shí)現(xiàn)，在施工模擬仿真中則對(duì)橋梁上半部分結(jié)構(gòu)有前瞻模擬。就可視化的程度而言，基本實(shí)現(xiàn)了從翻模到建模的跨越，作為普及BIM的基本要求，現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)；

2、施工圖深度設(shè)計(jì)上，在設(shè)計(jì)精度上，根據(jù)需求不同，使用不同的精度尺度，且兩個(gè)層面需相結(jié)合，這一點(diǎn)存在著相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，在市面上現(xiàn)有的BIM施工管理軟件中得以實(shí)現(xiàn)；在碰撞問(wèn)題上，僅實(shí)現(xiàn)同一專(zhuān)業(yè)內(nèi)的碰撞檢測(cè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，BIM在碰撞問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)就是在于在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)跨專(zhuān)業(yè)的碰撞檢測(cè)，即智能協(xié)同的其中一個(gè)方面。智能協(xié)同是要求各個(gè)專(zhuān)業(yè)為了同一個(gè)工程能夠基于BIM實(shí)現(xiàn)良好的協(xié)調(diào)和配合，當(dāng)實(shí)現(xiàn)了智能協(xié)同，那么再考慮跨專(zhuān)業(yè)碰撞問(wèn)題則會(huì)迎刃而解；

3、進(jìn)度管理是基于施工組織方案和施工進(jìn)度計(jì)劃的，即進(jìn)度管理的BIM化水平也是隨著施工組織方案的智能化程度而有相應(yīng)的改變；質(zhì)量管理和安全管理則由于溝通效率的增加而能實(shí)現(xiàn)更高效的管理；成本管理作為工程的最終目標(biāo)，貫穿施工的方方面面，各方面所能取得的優(yōu)化均會(huì)在成本管理上得到體現(xiàn)。可以說(shuō)進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本管理均是工程管理的重要管理，但本文更側(cè)重對(duì)于施工組織方案到施工進(jìn)度管理的研究，不予贅述。

2.2 施工決策功能的途徑

以上應(yīng)用功能基本屬于BIM的非智能功能（數(shù)據(jù)管理、動(dòng)態(tài)可視化仿真、協(xié)同化等）。但是在計(jì)算決策方面，雖然出現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算樁基偏離、自動(dòng)進(jìn)行鋼筋下料、自動(dòng)進(jìn)行砌體的配合。但是更多的設(shè)計(jì)決策和施工質(zhì)量評(píng)估功能尚未實(shí)現(xiàn)。雖然達(dá)索具有相關(guān)幾何建模軟件 CATIA、三維地質(zhì)建模軟件 GEOVIA、施工仿真軟件DELMIA等軟件的特點(diǎn)和功能。但是并不是…如果說(shuō)現(xiàn)在的BIM施工管理平臺(tái)是賦予了施工管理一雙更加靈活的手，那么BIM的發(fā)展目標(biāo)則是擁有一個(gè)強(qiáng)大而縝密的大腦。橋梁施工BIM化朝著智能化方向，基于達(dá)索平臺(tái)的主要途徑如下：

1、擴(kuò)展達(dá)索，在達(dá)索系統(tǒng)中增加決策模塊。

2、連接（鏈接）第三方智能化、專(zhuān)業(yè)化軟件。這些軟件包括運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算統(tǒng)計(jì)、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等。

3、用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)功能模塊。達(dá)索平臺(tái)設(shè)置數(shù)據(jù)共享接口。

3 結(jié)語(yǔ)

1、總結(jié)了橋梁施工BIM的完整概念與目標(biāo)。即數(shù)據(jù)全周期管理、協(xié)同化、可視化、可追溯性、網(wǎng)絡(luò)化（物聯(lián)化）和智能化。

2、在對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的BIM平臺(tái)在設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，指出了目前施工BIM依然處于較低級(jí)的水平。雖然當(dāng)前基于BIM的施工管理軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在可視化、可追溯性、公開(kāi)化、分步化等多方面已不存在技術(shù)障礙，當(dāng)前設(shè)計(jì)方案比選、施工組織調(diào)整、現(xiàn)場(chǎng)布置等多方面還是依賴(lài)有經(jīng)驗(yàn)的人力管理。

3、當(dāng)能夠完全量化條件和結(jié)果之間的程序，解析管理經(jīng)驗(yàn)和工程性效之間的關(guān)系，便能夠?qū)崿F(xiàn)高度的智能化，接著在智能化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能協(xié)同，僅賦予了施工管理一副“機(jī)械手臂”，指出 BIM的未來(lái)核心是智能化和協(xié)同化。

4、提出了基于達(dá)索平臺(tái)的橋梁BIM智能化的三個(gè)主要途徑。