淺談BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要推動(dòng)力。從我國(guó)近年來(lái)的建設(shè)成就來(lái)看，北盤(pán)江大橋、港珠澳大橋、高速交通網(wǎng)絡(luò)以及眾多的基建項(xiàng)目，可以說(shuō)建筑工程項(xiàng)目的發(fā)展規(guī)模不斷增大。具體到土木工程領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，其涉及設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、維修、保養(yǎng)等多個(gè)方面，為了更好地實(shí)現(xiàn)建筑工程領(lǐng)域的快速發(fā)展，國(guó)家提出了“推動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)字化、施工機(jī)械化、掌控智能化”的現(xiàn)代化“智慧”建筑工程的要求。BIM技術(shù)作為建筑領(lǐng)域廣泛使用的信息技術(shù)手段，成為土木工程創(chuàng)新改革的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);土木工程;應(yīng)用

1、BIM技術(shù)的基本概念

BIM技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)創(chuàng)建了一個(gè)虛擬建筑，并根據(jù)工程項(xiàng)目真實(shí)信息不斷完善建筑模型，實(shí)現(xiàn)仿真模擬建筑物，從而得到多維建筑信息模型。正是由于BIM技術(shù)是將傳統(tǒng)的二維建筑信息轉(zhuǎn)變成三維數(shù)字化建筑信息模型，所以將其運(yùn)用到工程項(xiàng)目的前期規(guī)劃、勘察，中期的設(shè)計(jì)、施工和后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，以此搭建建筑工程的集成管理平臺(tái)，創(chuàng)建工程項(xiàng)目集成管理環(huán)境。在項(xiàng)目中期的施工階段中，項(xiàng)目施工者對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的任何改動(dòng)，會(huì)首先在虛擬建筑上進(jìn)行分析模擬，充分利用BIM技術(shù)的可視化和協(xié)同管理的優(yōu)勢(shì)，得到最優(yōu)方案，從而提高工作效率，縮短工期，避免現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題發(fā)生，保證建筑項(xiàng)目在整個(gè)進(jìn)程中以“高效率，低風(fēng)險(xiǎn)”的狀態(tài)進(jìn)行。

2、BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

2.1BIM技術(shù)應(yīng)用在施工前施工方案檢查

在正式的土木工程施工開(kāi)始之前，施工人員以及其他的土木工程建設(shè)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)方案以及施工方案進(jìn)行細(xì)致地檢測(cè)和審查，對(duì)施工過(guò)程中需要用到的技術(shù)和相關(guān)的操作流程進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保整個(gè)土木工程的施工不會(huì)因?yàn)槭┕し桨傅腻e(cuò)誤而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。通常情況下，土木工程建設(shè)人員對(duì)方案進(jìn)行審查的過(guò)程中，首先需要對(duì)圖紙和方案進(jìn)行詳細(xì)地了解，做到對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)和流程都非常熟悉，然后施工人員和設(shè)計(jì)人員再共同地對(duì)方案中的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行協(xié)商和討論，這樣雖然能夠?qū)Ψ桨高M(jìn)行審查，但是一些細(xì)節(jié)性的問(wèn)題并不容易被發(fā)現(xiàn)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到方案審查工作中，就可以提前對(duì)施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)和流程進(jìn)行模擬，將整個(gè)土木工程的建設(shè)過(guò)程變得可視化和精準(zhǔn)化，這樣施工人員和方案設(shè)計(jì)人員就可以非常直觀地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢測(cè)和審查，一旦存在問(wèn)題，那么工作人員就可以非?？焖俚匕l(fā)現(xiàn)，并在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行解決。

2.2工程施工進(jìn)度模擬

施工進(jìn)度計(jì)劃是施工組織設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，通過(guò)合理安排進(jìn)度計(jì)劃，在人力、材料、機(jī)械及資金消耗最優(yōu)的情況下，按規(guī)定工期完成工程施工任務(wù)?；贐IM技術(shù)的工程施工進(jìn)度模擬現(xiàn)在可以通過(guò)以下軟件完成：Navisworks軟件的Timeliner模塊、GlodonBIM5D軟件，將BIM模型與項(xiàng)目進(jìn)度文件相關(guān)聯(lián)，賦予原BIM模型其時(shí)間信息，以動(dòng)態(tài)可視化方式形象生動(dòng)的展示給眾人。運(yùn)用相關(guān)BIM軟件，將工程的日工作量、原定進(jìn)度計(jì)劃和時(shí)間軸三項(xiàng)相關(guān)聯(lián);根據(jù)工作量，確定勞作量，從而做到合理化、智慧化施工。這樣做不僅告別了原來(lái)文字式書(shū)面的描述，還提高了工作效率，工程施工進(jìn)度一目了然?；贐IM的工程施工進(jìn)度模擬能創(chuàng)建一個(gè)多維度協(xié)同化、集成化、信息化的工作平臺(tái)，增加各個(gè)專業(yè)單位溝通交流、減少信息丟失和滯后。

2.3 BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用

在建筑施工項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)階段，施工的生產(chǎn)力水平的提高較為緩慢，這主要是因?yàn)樵诮ㄖこ添?xiàng)目的施工中，從操作規(guī)范性、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的各個(gè)環(huán)節(jié)管理效率不高，進(jìn)而影響了建筑工程施工的效率。對(duì)于這一問(wèn)題的存在，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步的優(yōu)化，具體應(yīng)用如下：一方面，充分利用數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)功能。利用三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)項(xiàng)目施工中的各項(xiàng)因素進(jìn)行滲透，例如施工建筑成本、原材料規(guī)格、施工進(jìn)度等，然后引入BIM技術(shù)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的各項(xiàng)信息“展開(kāi)”，并對(duì)建筑施工過(guò)程中的信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)模型分析，實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，從而控制建筑成本，并根據(jù)動(dòng)態(tài)線性變動(dòng)幅度，發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的問(wèn)題，提出應(yīng)對(duì)措施。另外一方面，充分借助BIM技術(shù)的虛擬性。在以往的項(xiàng)目施工中，對(duì)于施工進(jìn)度的了解只能夠通過(guò)二維平面圖展示，隨著現(xiàn)如今建筑結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，可以積極的引入BIM技術(shù)，對(duì)整個(gè)建筑工程的整體構(gòu)架、局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，運(yùn)用虛擬漫游技術(shù)，向施工方呈現(xiàn)整體性的施工進(jìn)度效果。

2.4 BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

運(yùn)維管理主要包括基于模型的項(xiàng)目造價(jià)、施工進(jìn)度、資源成本等要素集成計(jì)劃和控制以及施工過(guò)程可視化兩個(gè)系統(tǒng)。土木工程運(yùn)維階段的多元交流構(gòu)想：在運(yùn)維階段，各個(gè)單位以IFC文件相互交流，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、交換和共享。至于在建筑生命期的各個(gè)不同階段和應(yīng)用系統(tǒng)間的信息斷層進(jìn)行了新的探索。對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)：一方面，BIM技術(shù)被用來(lái)積極影響傳統(tǒng)的組織管理系統(tǒng)。管理方不再需要與各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的參與者反復(fù)溝通交流。只需要通過(guò)BIM模型即可獲取整個(gè)項(xiàng)目的相關(guān)信息。從而改變傳統(tǒng)單一的溝通交流方式，使得真實(shí)信息往往更加多樣化，從而更有利于在整個(gè)生命周期中精確分配資源，從建筑的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到最終建筑產(chǎn)品的完成，以及甚至到拆遷這一整個(gè)生命周期中準(zhǔn)確地進(jìn)行資源的分配、材料采購(gòu)、款項(xiàng)結(jié)算、工期進(jìn)度安排等實(shí)現(xiàn)有效的管理和控制。另一方面，管理人員發(fā)出的信息也可以及時(shí)可靠地提供，避免過(guò)去延誤造成的損失。同時(shí)，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)4D/5D或nD，管理模式將趨于精致化和小型化。

3、BIM技術(shù)在土木工程行業(yè)的前景

在中國(guó)，BIM技術(shù)的理念正逐步為土木工程行業(yè)所了解，而從全球化的發(fā)展角度來(lái)看，BIM技術(shù)已經(jīng)成為一種發(fā)展主流。隨著工程項(xiàng)目規(guī)模日益擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式愈加復(fù)雜，尤其是超大型工程項(xiàng)目層出不窮，使企業(yè)和項(xiàng)目都面臨著巨大的投資風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用BIM技術(shù)，從根本上解決建筑生命期各階段和各專業(yè)系統(tǒng)間信息斷層問(wèn)題，從設(shè)計(jì)、施工技術(shù)到管理全面提高信息化水平和應(yīng)用效果，已成為建設(shè)企業(yè)的迫切需求。另外，可以在BIM技術(shù)原有基礎(chǔ)上，加入新興的信息技術(shù)。比如在BIM技術(shù)中引入混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（即MR），在工程項(xiàng)目實(shí)施之前，戴上HoloLens（全息透鏡）眼鏡，就能身臨其境地走進(jìn)由BIM技術(shù)構(gòu)建好的三維效果圖里精準(zhǔn)地按照設(shè)計(jì)組織施工。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)通過(guò)將建筑物進(jìn)行三維化的展現(xiàn)和對(duì)施工過(guò)程的模擬，幫助工程技術(shù)人員熟悉施工內(nèi)容，確保在正式施工時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和不足并及時(shí)改正完善，從而減少設(shè)計(jì)變更，節(jié)約工期和施工費(fèi)用。隨著B(niǎo)IM技術(shù)日益發(fā)展，未來(lái)建筑工程行業(yè)要想取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，必須借助BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理和操作，提高企業(yè)對(duì)項(xiàng)目的的管理水平，從而在市場(chǎng)上提高競(jìng)爭(zhēng)力，走在建筑行業(yè)發(fā)展的最前列。

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作者簡(jiǎn)介：李曉明（1978年8月-）男，本科，主要從事土木工程工作。