基于BIM技術(shù)的橋梁可視化施工應(yīng)用探究

黃遒

摘 要：圍繞BIM技術(shù)在橋梁可視化施工的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，概述了其基本定義，從施工準(zhǔn)備階段以及施工實(shí)施階段兩方面分析其在施工流程的運(yùn)用，并對(duì)其在橋梁施工的可視化管理進(jìn)行總結(jié)，以期促進(jìn)橋梁工程建設(shè)信息化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 橋梁工程 可視化施工

自上世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)公建設(shè)公路橋梁80.53萬(wàn)座。我國(guó)橋梁工程建設(shè)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，據(jù)相關(guān)資料顯示，截止2017年，已建與在建斜拉橋主跨長(zhǎng)度排名世界前10名中，有6座在中國(guó)。目前，我國(guó)橋梁建設(shè)中的信息化水平有待提升，研究BIM技術(shù)下橋梁工程建設(shè)對(duì)促進(jìn)我國(guó)橋梁工程建設(shè)發(fā)展具有重要意義。

1.BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)涉及數(shù)據(jù)、過(guò)程、共享與管理四方面內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)集成技術(shù)與軟件互操作技術(shù)。數(shù)據(jù)集成并將不同來(lái)源格式的數(shù)據(jù)在邏輯上進(jìn)行集中，為企業(yè)提供全面數(shù)據(jù)共享?；ゲ僮骷夹g(shù)促使分布應(yīng)用設(shè)備借助各項(xiàng)信息實(shí)施協(xié)調(diào)，從而達(dá)到共同的目標(biāo)。傳統(tǒng)的CAD圖紙依賴人腦幾何處理構(gòu)建建筑實(shí)體形象，在建筑實(shí)體不大的情況下可用人腦形成建筑物輪廓。而通過(guò)BIM模型能模擬建筑物實(shí)體，大大節(jié)省構(gòu)建模型這一過(guò)程，促使建立的施工模型更真實(shí)、形象。在設(shè)計(jì)階段，利用模型可以直觀展現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，在招投標(biāo)階段，利用可視化可與業(yè)主溝通施工方案。模擬是BIM技術(shù)最具應(yīng)用價(jià)值的功能，其模擬建筑在實(shí)際環(huán)境中的操作，驗(yàn)證某項(xiàng)活動(dòng)的實(shí)施性能。通過(guò)模擬展示施工詳細(xì)過(guò)程，提高施工的科學(xué)性。

2.BIM技術(shù)在橋梁可視化施工中的運(yùn)用

2.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備階段指施工單位與業(yè)主簽訂施工合同到開(kāi)工期間。但橋梁工程項(xiàng)目中，施工準(zhǔn)備階段貫穿全過(guò)程。橋梁工程施工準(zhǔn)備階段主要任務(wù)是為工程順利開(kāi)展籌備必要的技術(shù)及物質(zhì)條件，包括聯(lián)系相應(yīng)供應(yīng)商及分包隊(duì)伍、規(guī)劃安排施工人力資源與施工場(chǎng)地等。BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段的具體應(yīng)用為：施工深化設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃及大型預(yù)購(gòu)件加工運(yùn)輸。涵蓋了資料準(zhǔn)備與操作流程環(huán)節(jié)。

資料準(zhǔn)備階段的工作包括設(shè)計(jì)施工圖建筑信息模型、施工機(jī)械設(shè)備選型、相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備條件等。必須注意的是，BIM建模當(dāng)中所應(yīng)用到的材料，如二維設(shè)計(jì)圖、圖片資料和文字說(shuō)明都是真實(shí)有效的，設(shè)計(jì)階段所提供的信息也需要滿足不同要求下的三維模型所提出的相關(guān)要求。三維模型的創(chuàng)建，需要借助于三維軟件來(lái)構(gòu)建起專門的標(biāo)高、坐標(biāo)以及軸網(wǎng)等，按照提供的資料繪制模型圖。還需要滿足不同深化目標(biāo)的服務(wù)需求。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析后，對(duì)比分析構(gòu)件的算量，或者需要為特殊材料制定獨(dú)特的明細(xì)表。工程算量的實(shí)施流程則是包含了不同部分，如準(zhǔn)備模型、過(guò)濾條件，提取信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)等。

橋梁工程項(xiàng)目受地質(zhì)環(huán)境等因素影響較大，大量施工臨時(shí)機(jī)械需進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，受施工材料、場(chǎng)地限制，施工方案在編制后常出現(xiàn)調(diào)整情況。操作流程包括收集、整理施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、完善施工作業(yè)模型，確保模型規(guī)范程度。

2.2 施工實(shí)施階段

施工實(shí)施階段指工程開(kāi)工至竣工全過(guò)程，此階段主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各方在指定時(shí)間履行合同約定全部施工作業(yè)內(nèi)容。

借助BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的橋梁施工可視化應(yīng)用框架，其應(yīng)用有兩種表現(xiàn)形式：只是建立相應(yīng)的三維模型，在這個(gè)應(yīng)用平臺(tái)上順利開(kāi)展各項(xiàng)活動(dòng)可視化工作；各項(xiàng)施工信息在三維模型上展示出來(lái)，并利用其它軟件把信息導(dǎo)入到相應(yīng)的軟件平臺(tái)內(nèi)，順利實(shí)現(xiàn)各種獲得可視化管理。橋梁結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且龐大，其可視化操作流程與普通施工有一定的差別，具體應(yīng)用流程見(jiàn)圖1。

一方面，要依據(jù)施工數(shù)據(jù)制作相應(yīng)的CAD圖，順利完成繪圖工作后，技術(shù)人員根據(jù)圖紙建立相應(yīng)的三維立體模型，并開(kāi)展碰撞檢測(cè)，進(jìn)一步校驗(yàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的可行性。另一方面，根據(jù)涉及圖紙信息及建立的三維立體模型，建立施工結(jié)構(gòu)模型，逐步完善施工環(huán)節(jié)的布局。在上述工作順利完成后，把模型導(dǎo)入動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)內(nèi)完成施工管理工作，最終利用可視化形式將施工管理流程展示出來(lái)。與此同時(shí)，三維立體模型作為橋梁實(shí)體工程的仿真模型，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可選取模型為例展開(kāi)分析，進(jìn)一步縮小研究人員和施工人員之間的距離，提升他們的溝通效率。因?yàn)樵贐IM模型當(dāng)中涉及到很多的信息，需要對(duì)這些信息進(jìn)行篩選，從中得到有用的信息。再次，信息的提取，導(dǎo)出過(guò)濾后的信息，并要將信息的格式進(jìn)行統(tǒng)一處理與分析，從而得到最終的數(shù)據(jù)和結(jié)論。

3.BIM技術(shù)下橋梁施工可視化管理

橋梁工程屬于高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑，需要龐大的專業(yè)圖紙，采用BIM技術(shù)可以把所有的工程信息都集中到以模型為基礎(chǔ)的協(xié)同平臺(tái)上，按照?qǐng)D紙來(lái)進(jìn)行精細(xì)化的建模，并將工程中的各項(xiàng)信息都添加到BIM模型當(dāng)中，并明確在不同階段不同主體應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任。每個(gè)參與者都明白自己在BIM模型構(gòu)建和應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任，讓不同主體有機(jī)結(jié)合起來(lái)，更好地完成配合，促進(jìn)BIM計(jì)劃的實(shí)施。

BI M技術(shù)在工程計(jì)量中的應(yīng)用，可大大提升工作效率。以往橋梁工程計(jì)量統(tǒng)計(jì)中，工程造價(jià)以excel文檔形式保存使得數(shù)據(jù)孤立存在，為后期結(jié)算造成了困難。BIM數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋項(xiàng)目生命周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)，利用BIM在工程量統(tǒng)計(jì)建立建筑信息模型中材料與價(jià)格的鏈接，減少很多人工消耗。借助BIM技術(shù)有利于打破二維平面管理模式的不足之處，把施工進(jìn)度、設(shè)備成本、人力資源等信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，依托4D形式展示出來(lái)，提升整個(gè)施工階段的信息化程度，確保多目標(biāo)、多階段之間的更好的協(xié)調(diào)工作。

通過(guò)BIM技術(shù)開(kāi)展橋梁施工可視化管理，主要功能展現(xiàn)在下列方面：（1）可視化交底：依托BIM構(gòu)建的模型視頻借助施工管理平臺(tái)傳送至現(xiàn)場(chǎng)施工人員的手機(jī)APP終端，用于更好的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，提升現(xiàn)場(chǎng)施工管理效果。（2）開(kāi)展進(jìn)度管理：建立的BIM模型與設(shè)計(jì)的施工進(jìn)度計(jì)劃存在密切的聯(lián)系，并把實(shí)際施工進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度相關(guān)聯(lián)，組成空間和時(shí)間結(jié)合起來(lái)的4D模型，做好施工進(jìn)度的監(jiān)督工作。（3）做好成本管理：根據(jù)制定的施工計(jì)劃與實(shí)際施工進(jìn)度，合理推算資金用量及其后續(xù)資金使用量，促使成本達(dá)到動(dòng)態(tài)化管理的效果。（4）開(kāi)展施工模擬：對(duì)三維立體模型構(gòu)建過(guò)程中，根據(jù)模型構(gòu)造情況逐步優(yōu)化施工方案，并涉及合理的施工流程，做好施工各環(huán)節(jié)模擬工作。（5）做好物料管理：依托二維掃描技術(shù)，依托BIM平臺(tái)把材料數(shù)據(jù)和三維立體模型關(guān)聯(lián)起來(lái)，隨著施工現(xiàn)場(chǎng)材料不斷使用，并與BIM模型展開(kāi)比較，可以迅速掌握施工材料使用情況及后續(xù)需求，確保物料達(dá)到動(dòng)態(tài)管理與監(jiān)控的效果。（6）開(kāi)展質(zhì)量安全管理：依托建立三維立體模型，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，便于發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)極易發(fā)生安全隱患的施工點(diǎn)進(jìn)行把控，組成更為完善的施工方案，提升橋梁工程施工質(zhì)量及安全性。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)已經(jīng)在工程建設(shè)行業(yè)得到廣泛的使用，其依托三維信息技術(shù)，集成項(xiàng)目不同階段的信息構(gòu)建相應(yīng)的三維信息模型，更好的完成項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等方面工作，促使項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)均在可視化條件下展開(kāi)，提升整個(gè)工程的質(zhì)量和效率。

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