基于BIM的模擬施工技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)連接橋施工過程中的應(yīng)用

蔡玉新 尚衛(wèi)東 徐列 萬丹 曾令東 冉風(fēng)鳴

摘? ?要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電子科學(xué)技術(shù)水平逐漸提高，橋梁施工面向現(xiàn)代化發(fā)展。為了鋼結(jié)構(gòu)連接橋施工過程效率的提高，連接橋施工工程開始使用BIM這種新技術(shù)來對(duì)連接橋情況進(jìn)行模擬，提出科學(xué)高效的工程施工方案。通過模擬施工現(xiàn)場(chǎng)情況，判斷當(dāng)前施工方案的可行性、存在的缺陷和不足，幫助施工人員及時(shí)改正方案，達(dá)到最完美的設(shè)計(jì)，避免由于方案問題導(dǎo)致的工程延期甚至橋梁使用問題。

關(guān)鍵詞：BIM? 模擬施工技術(shù)? 鋼結(jié)構(gòu)連接橋施工過程? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（b）-0047-02

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，近年來，我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)取得巨大成功。由于我國(guó)地形地勢(shì)復(fù)雜，山地、湖泊等遍布中國(guó)大地在這些地方就不可避免地需要搭橋建路，橋梁工程的建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多。隨著科技時(shí)代的來臨，大型、特大型橋梁項(xiàng)目的增加對(duì)橋梁工程的施工提出了更高的要求。橋梁施工環(huán)境復(fù)雜，施工緩慢需要大量時(shí)間打磨。我國(guó)的橋梁建筑已有多年歷史，橋梁工程構(gòu)件繁多，體積龐大，設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要花費(fèi)大量人力物力來完成。

1? BIM模擬施工技術(shù)在橋梁工程中的作用

建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，在促進(jìn)我國(guó)社會(huì)發(fā)展、提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平上起到積極的作用。建筑行業(yè)的發(fā)展為我國(guó)受教育程度低的群眾解決了就業(yè)問題，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，在國(guó)家的發(fā)展中有著極其重要的地位。隨著科技水平的提高，BIM逐漸應(yīng)用于建筑行業(yè)，為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。國(guó)外BIM的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，BIM技術(shù)可以大幅提高建筑業(yè)的效益。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)水平的提升，中國(guó)這個(gè)新興的國(guó)家加緊了交通運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)，推動(dòng)國(guó)家內(nèi)部的溝通交流，如港珠澳大橋、杭州灣大橋等大型、特大型橋梁工程項(xiàng)目的進(jìn)行對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用。大型的橋梁設(shè)計(jì)對(duì)施工人員的要求開始提高，橋梁設(shè)計(jì)過程復(fù)雜的地理環(huán)境加大了施工人員的壓力。為了有效解決橋梁設(shè)計(jì)過程中的問題，BIM開始廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)過程中。根據(jù)BIM模型，形成對(duì)二維圖紙中的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，信息不完整、設(shè)計(jì)描述錯(cuò)誤等明顯錯(cuò)誤的報(bào)告，對(duì)二維圖紙的質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，同時(shí)通過橋梁的BIM模型進(jìn)行橋梁深化設(shè)計(jì)?；贐IM 的圖紙會(huì)審是在三維模型中進(jìn)行的，各工程構(gòu)件之間的空間關(guān)系一目了然，通過軟件的碰撞檢查功能進(jìn)行檢查，可以很直觀地發(fā)現(xiàn)圖紙不合理的地方?；贐IM模型的圖紙會(huì)審，高效，準(zhǔn)確，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果中的內(nèi)容缺漏、表述不清、相互矛盾等問題，供各方提出問題并討論優(yōu)化方案。通過在三維模型中進(jìn)行漫游審查，以第三人的視角對(duì)模型內(nèi)部進(jìn)行查看。對(duì)BIM模型進(jìn)行渲染處理，用較低的成本更快速的制作更真實(shí)的動(dòng)畫，對(duì)空間進(jìn)行內(nèi)部漫游動(dòng)畫制作輔助項(xiàng)目宣傳展示和匯報(bào)。通過漫游、動(dòng)畫等形式提供身臨其境的視覺、空間感受，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷或問題，加強(qiáng)事前控制，減少不必要的損失，有利于設(shè)計(jì)與管理人員對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)與方案評(píng)審，加快報(bào)批工作。

2? BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用的難點(diǎn)分析

由于橋梁工程地質(zhì)、環(huán)境、人文比較復(fù)雜，選擇一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案顯得非常重要。橋梁設(shè)計(jì)位置一般周邊環(huán)境比較復(fù)雜，臨時(shí)結(jié)構(gòu)較多，給圖紙?jiān)O(shè)計(jì)帶來難題。在橋梁工程中，綜合管線在水平方向從一個(gè)空間通到另一個(gè)空間時(shí)，需要預(yù)埋位置。構(gòu)件預(yù)埋位置不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響橋梁后續(xù)施工及橋梁結(jié)構(gòu)受力及外觀，所以精準(zhǔn)定位顯得尤為重要，而BIM的技術(shù)水平還有待提高。

信息化意識(shí)問題：目前來看，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，信息化時(shí)代開始到來，但是BIM技術(shù)使用過程中的采集信息技術(shù)并沒有跟上時(shí)代的步伐。采集到的信息準(zhǔn)確性直接影響到整個(gè)橋梁工程的設(shè)計(jì);專業(yè)技術(shù)問題：目前我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)連接橋方面的專業(yè)施工人員較少，對(duì)BIM的使用不太熟練，未曾深入研究BIM技術(shù)帶來的優(yōu)勢(shì)，而且我國(guó)缺少專業(yè)規(guī)范的BIM技術(shù)軟件，導(dǎo)致施工人員很難了解BIM技術(shù)的核心無法善用BIM技術(shù)，從而影響了BIM技術(shù)在施工中的深入發(fā)展;資金問題：施工建設(shè)是在資金支持的基礎(chǔ)上才能夠得到有效發(fā)展的，但是目前我國(guó)的政府部門對(duì)BIM技術(shù)的扶持力度不夠，投入資金較少，導(dǎo)致BIM技術(shù)的信息化發(fā)展受到限制。這些問題是目前我國(guó)BIM的模擬施工技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)連接橋施工過程所必須面對(duì)的難關(guān)，怎樣及時(shí)處理這些難題影響到BIM技術(shù)的未來發(fā)展。

3? BIM面向橋梁施工領(lǐng)域的解決方案

深化施工BIM模型，完善建筑信息模型中與計(jì)算成本相關(guān)的信息;利用BIM算量軟件，按業(yè)主確定的清單形式，計(jì)算橋梁工程量，生成工程量清單;

將得到的工程量清單作為評(píng)價(jià)造價(jià)咨詢企業(yè)成果文件質(zhì)量的依據(jù)、作為工程施工階段工程結(jié)算和竣工決算對(duì)量的依據(jù)，向工作人員展現(xiàn)BIM技術(shù)的重要性及有用性。要利用BIM模型的碰撞檢查各專業(yè)設(shè)備之間的碰撞、管線與橋梁結(jié)構(gòu)部分的碰撞以及橋梁結(jié)構(gòu)本身的碰撞，通過碰撞檢查系統(tǒng)整個(gè)專業(yè)模型并自動(dòng)查找出模型中的碰撞點(diǎn)，生成需要的碰撞檢查報(bào)告。通過BIM的碰撞檢測(cè)、信息化等特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)工程的施工工藝及施工難點(diǎn)進(jìn)行解決，把各個(gè)專業(yè)BIM模型進(jìn)行合并，在施工之前，進(jìn)行各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙檢查，提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題，查找結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、綜合管線與結(jié)構(gòu)、鋼筋與預(yù)埋管線的沖突，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并在施工之前進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，減少設(shè)計(jì)圖紙自身錯(cuò)誤或者沖突導(dǎo)致的工程變更?；贐IM模型，計(jì)算出清單和定額工程量進(jìn)行工程量計(jì)算分析，快速輸出計(jì)算結(jié)果，生成工程量清單，從而檢查和發(fā)現(xiàn)造價(jià)咨詢成果問題，避免漏算錯(cuò)算，為工程結(jié)算和竣工決算等成本工作提供有力支持。對(duì)于設(shè)計(jì)變更，利用BIM模型快速分析出變更前后的工程量變化情況，作為變更的決策依據(jù)和簽證材料。

4? 結(jié)語

BIM技術(shù)為橋梁設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┝朔浅：玫慕鉀Q方案，三維模型具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等優(yōu)點(diǎn)，基于其特性，將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程的實(shí)際施工。同時(shí)BIM可使結(jié)構(gòu)與地質(zhì)、環(huán)境、相結(jié)合，很好地為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)選擇方案。BIM可以建立對(duì)應(yīng)的族，通過族精細(xì)的表現(xiàn)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓施工更加明了。BIM模型可以體現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境的情況，根據(jù)實(shí)際情況建立臨時(shí)工程，很好地解決了臨時(shí)工程建立的不到位，帶來后期施工困難。各個(gè)專業(yè)BIM模型整合起來，形成一個(gè)完整的BIM模型。通過BIM模型支持業(yè)主、監(jiān)理、施工以及設(shè)計(jì)院對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行會(huì)審。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用研究不斷深入，我國(guó)的橋梁工程將會(huì)引來更廣闊的發(fā)展空間。其在橋梁施工中的應(yīng)用將越發(fā)廣泛，勢(shì)必引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)變革。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊世雄，王垚，溫劍，等.BIM技術(shù)在鋼橋工程的應(yīng)用研究[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2014（2）：68-70.

[2] 杜伸云，方繼.BIM技術(shù)在橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造和施工中的應(yīng)用[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2016（3）：71-74.

[3] 李學(xué)文.BIM技術(shù)在大型鋼桁架橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J].江西建材，2017（8）：120-121.

[4] 龍騰.基于BIM的變截面橋體可視化施工技術(shù)應(yīng)用研究[D].武漢科技大學(xué)，2015.