BIM技術(shù)在公路工程建設中的應用

程鵬 范存樂 方三陵

中國一冶集團有限公司 湖北 武漢 430081

前言：松滋洈水旅游公路工程全長35.87km，全線共設橋梁4座，分離式立體交叉2處，下穿焦柳鐵路和江南高速公路等重難點工程。本文對該公路工程建設中BIM技術(shù)的實踐應用進行了簡單的分析，具體如下：

BIM技術(shù)在公路工程建設中應用可行性

1)提高成本管理精度

BIM三維可視化與時間維度的結(jié)合，可以開展時間維度層虛擬造價對比作業(yè)。結(jié)合相關模塊施工數(shù)據(jù)合理調(diào)用，提高成本管理精度及計算速率。

2)加大項目綜合管控能力

建設方利用BIM技術(shù)可以立體、全面分析各模塊現(xiàn)場施工情況。為現(xiàn)場平面布局調(diào)整策略制定提供依據(jù)，保證整體項目綜合管控效率有效提升。

3)降低施工變更頻率

在建設階段，公路工程建設管理方可利用BIM可視化仿真模擬技術(shù)，對各施工模塊設計結(jié)構(gòu)進行預先碰撞分析。及時發(fā)現(xiàn)設計問題，避免實際施工階段頻繁施工變更對施工效率的影響。

BIM技術(shù)在公路工程建設中的應用

1)BIM應用服務架構(gòu)設置

松滋洈水旅游公路工程的施工階段，及時采集現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)信息，對工程實體與三維仿真模型虛實映射，基于BIM技術(shù)使該項目可視、可管、可控，進而促使該工程每一施工階段進度、質(zhì)量、安全、現(xiàn)場管理等管理目標充分實現(xiàn)?；谏鲜鲆?，該工程施工技術(shù)人員可選擇BIM可視化模型大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，構(gòu)建精細化、標準化工程管理體系，推動此公路建設向數(shù)字化、智能化邁進。結(jié)合該工程管理特點，可將此公路工程BIM應用服務架構(gòu)工程主要包括項目業(yè)主、BIM咨詢、施工、監(jiān)理、運營管理、設計幾個模塊。

在基于BIM技術(shù)的公路工程建設管理模型構(gòu)建階段，為最大程度滿足上述工程業(yè)主的投資、質(zhì)量、進度、現(xiàn)場管理的需求，施工技術(shù)人員可依據(jù)該項目“點多、線長、結(jié)構(gòu)復雜、與地形地貌結(jié)合緊密”的特點，在各站點、區(qū)域間構(gòu)建三維動態(tài)可視化集成信息模型。并將現(xiàn)場管理、質(zhì)量、投資、設計、進度各模塊施工組織設計方案進行有機整合，進行可視化施工布局設置。同時利用可視化分析手段，在BIM運維管理系統(tǒng)、設計模型及施工管理模型中對工程進行全方位管控，以充分滿足業(yè)主管理、施工方管理及設計方信息傳遞的業(yè)務要求。

2)圖紙輸出及構(gòu)件采購

CAD圖紙是現(xiàn)場施工的主要依據(jù)。而CAD圖紙并不能有效反映異形構(gòu)件空間位置及施工流程。因此，在異形構(gòu)件施工過程中，公路工程項目技術(shù)管理人員可以利用Revit Structure軟件中自動繪圖模塊，隨意剖切BIM三維模型任意位置，為實際工程實施提供良好的輔助。

單一CAD圖紙，無法保證預制箱梁現(xiàn)場吊裝位置及焊接形狀與設計要求相符?；诠こ探Y(jié)構(gòu)BIM模型以及地形場景建模成果，施工技術(shù)人員可利用電子沙盤，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)，融合空間地理、坐標等信息。通過三維仿真，可以任意角度查看上述工程設計圖紙中各構(gòu)件之間的關系、工程與周邊環(huán)境的關系。便于施工方及相關參與方了解設計成果實施后情況。除此之外，施工技術(shù)人員還可以依據(jù)該工程個性化需求，融合更多的設計新鮮元素，在該工程BIM項目采用全線的數(shù)字實景建模+該公路工程建模的方式，在模型數(shù)據(jù)的基礎上，融入里程樁號、路線、環(huán)水保線、設計參數(shù)等參數(shù)，保證重點工程部位、關鍵工點的詳細傳輸。

此外，可利用BIM技術(shù)構(gòu)建全過程鋼結(jié)構(gòu)箱梁信息庫，在鋼結(jié)構(gòu)預制構(gòu)件生產(chǎn)商、施工方間搭建一個實時共享的通信信道。便于鋼結(jié)構(gòu)預制構(gòu)建生產(chǎn)廠商及時了解相關信息。

3)工程量計算及4D施工模擬

基于BIM可視化及模擬技術(shù)的工程量計算效率高、精確度高的特點。在實際公路工程實施過程中，管理部門可以利用Revit Structure軟件，構(gòu)建基于立交高架橋各構(gòu)件鋼筋模型[2]。通過對工程各構(gòu)件工程量統(tǒng)計信息的分析，直接導出各模塊主要施工材料信息詳情表。如鋼筋數(shù)量、長度、直徑、生產(chǎn)廠家、彎起角度等。通過各模塊主要施工材料明細表準確計算，為工程施工預算及竣工階段提供依據(jù)，最大限度降低工程投資成本損耗，保證立交高架橋公路工程施工效益。需要注意的是，由于BIM技術(shù)是以計算機技術(shù)為載體的三維數(shù)據(jù)庫，任意一模型數(shù)據(jù)的修改都會影響整體模型的變化。因此，在工程造價管理過程中，管理人員應綜合考慮工程造價軟件動態(tài)特性，合理設定管理方案。

4D施工模擬主要是在Revit Structure軟件搭建的3D模型基礎上，引入時間維度，將BIM施工模型與施工進度對應，并實時對比分析模式，其可保證公路工程進度偏差問題及時發(fā)現(xiàn)處理。同時依據(jù)施工經(jīng)驗進行任務工期概算，形成甘特圖。在此基礎上，啟動NAViswork軟件中Timeliner工具導入進度任務，將進度任務中單一基層模塊構(gòu)件，以選擇集的形式進行任務名稱設置；并在進度信息、模型間設置一定關聯(lián)窗口，以便及時對比各模塊工程在任意時間點進度情況，第一時間了解各模塊施工進度偏差，保證總體施工進度調(diào)控。

總結(jié)：

綜上所述，BIM技術(shù)在公路工程建設管理中的應用可以通過管線搬遷模擬、場地施工方針、工程量輔助設計、激光三維放樣等功能的發(fā)揮，提高整體管理效率。因此，施工管理人員可采用BIM可視化及模擬技術(shù)，將整體公路工程施工數(shù)據(jù)引入BIM仿真模型中。結(jié)合BIM運維管理、設計、施工可視化分析，提高公路工程項目施工管理效率。