BIM技術(shù)在城市高架橋梁工程中的應(yīng)用

郭云漢

摘 要： 在產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的需求下，BIM技術(shù)逐漸發(fā)展成為大型工程設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中的主要手段，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也日益凸顯。因此，本文以光谷大道南延工程為例，探討了BIM技術(shù)在城市高架橋工程從設(shè)計(jì)到施工全過(guò)程中的應(yīng)用，完成了三維可視化設(shè)計(jì)的主要工作，橋梁主體結(jié)構(gòu)工程、加固工程及周邊環(huán)境碰撞檢測(cè)與施工信息管理，并結(jié)合工程協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)上述過(guò)程進(jìn)行綜合控制。實(shí)踐證明，采用BIM技術(shù)提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率，也有效地提高了工程信息化管理水平。

關(guān)鍵詞： 橋梁;高架橋;BIM 技術(shù);設(shè)計(jì)施工

【中圖分類號(hào)】TU997 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.071

1 BIM技術(shù)應(yīng)用情況

1.1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用

利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，利用航測(cè)數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)建立大城市的三維模型，實(shí)現(xiàn)城市建筑信息和地理空間信息的全方位、高精度可視化表達(dá)。航拍模型可用于方案階段對(duì)環(huán)形立交、高架橋等敏感要求高的設(shè)施節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，研究分析關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)線形的合理性，控制風(fēng)險(xiǎn)源;在專業(yè)會(huì)審中，可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)和樁基的影響，避免碰撞[1]。

1.2 高架橋梁主體模型的構(gòu)建

高架橋主模型分為下部結(jié)構(gòu)模型和上部結(jié)構(gòu)模型兩部分。下墩結(jié)構(gòu)共有44089種，其中下部結(jié)構(gòu)有4種。上部結(jié)構(gòu)和護(hù)欄采用Revit中的dynamo程序進(jìn)行建模。由于下部結(jié)構(gòu)建模復(fù)雜，受功能限制，Revit軟件很難實(shí)現(xiàn)部分詳細(xì)建模工作。因此，選擇inventor對(duì)橋墩進(jìn)行參數(shù)化建模。由于inventor采用的是漸進(jìn)式的建模和倒角控制方法，具有更精確的橋梁模型建模和倒角控制的優(yōu)點(diǎn)，因此可以更靈活地對(duì)橋墩模型進(jìn)行建模和修改。之后，它將保留其參數(shù)信息并導(dǎo)入到Revit中，以便將集成模型上載到平臺(tái)。主體結(jié)構(gòu)模型拼接整合后在平臺(tái)上顯示。高架橋的加固包括37種類型的橋墩加固、22種矩形帽加固、23種類型的地梁帽加固和16種類型的樁基加固。由于鋼筋形狀復(fù)雜，建模工作量大，在inventor中進(jìn)行二次開發(fā)。通過(guò)該程序，建立了不同尺寸和形狀的三維鋼筋模型。通過(guò)合理的裝配，實(shí)現(xiàn)了從二維圖紙到三維可視化模型的轉(zhuǎn)換，生成橋墩鋼筋模型。

BIM技術(shù)在本工程鋼筋工程中的應(yīng)用，大大降低了鋼筋圖識(shí)別的難度，直接反映了每根鋼筋的搭接和安裝效果，準(zhǔn)確計(jì)算了鋼筋數(shù)量，提供了可視化的4D動(dòng)態(tài)施工仿真方案以提高施工預(yù)算的準(zhǔn)確性和施工效率。

1.3 深化設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)道路無(wú)障礙物、無(wú)障礙物道路等輔助設(shè)計(jì)方案的分析，確定了輔助道路交通的視線、路況、路況等輔助標(biāo)志的設(shè)計(jì)效果。管道部分的建模需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集建立不同類型檢查井的族庫(kù)，根據(jù)地面標(biāo)高和管底標(biāo)高準(zhǔn)確布置檢查井，然后與相應(yīng)的系統(tǒng)管線連接。由于本工程涉及大量市政管線拆遷、改建和新建工程，各市政管線之間的空間位置復(fù)雜，高架橋下部結(jié)構(gòu)密集[2]。為避免管道與管道、管道與橋梁下部結(jié)構(gòu)的碰撞，筆者對(duì)上述部位進(jìn)行了碰撞檢測(cè)，使管道間距滿足規(guī)范要求，減少設(shè)計(jì)誤差，避免后期施工中返工造成的材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

1.4 平臺(tái)無(wú)紙化資料管理

本項(xiàng)目采用通珠自主開發(fā)的項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)（tos pip）進(jìn)行全方位的項(xiàng)目管理。該平臺(tái)基于BIM技術(shù)和BIM模型，能夠靈活地管理和歸檔項(xiàng)目文檔，實(shí)現(xiàn)BIM模型與各類工程文檔的關(guān)聯(lián)，有效解決文件管理分散、檢索困難的問(wèn)題，提高項(xiàng)目管理信息化程度。

1.5 基于 BIM 平臺(tái)的施工進(jìn)度管理

隨著工程的進(jìn)展，施工方可在BIM平臺(tái)上編制施工進(jìn)度計(jì)劃，使施工計(jì)劃與BIM模型相銜接，結(jié)合“三終端一云”進(jìn)行可視化進(jìn)度跟蹤。當(dāng)在平臺(tái)模型中突出顯示延遲構(gòu)件時(shí)，施工方可以及時(shí)糾正進(jìn)度偏差[3]。平臺(tái)統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面列出了計(jì)劃數(shù)量與實(shí)際完成的比例，以幫助參與方控制進(jìn)度，及時(shí)決策，提高項(xiàng)目工期的績(jī)效水平。基于BIM的施工進(jìn)度管理可以有效地為管理人員提供工作范圍內(nèi)任何時(shí)間點(diǎn)和時(shí)段的工作量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置和動(dòng)態(tài)控制。

1.6 施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全管理

施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、安全、文明施工等事件可以通過(guò)BIM平臺(tái)發(fā)起，項(xiàng)目人員可以同時(shí)通過(guò)移動(dòng)終端或PC機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集，通過(guò)平臺(tái)模型可以快速定位事件發(fā)生的位置，相關(guān)人員可隨時(shí)、隨地查看和了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況，避免質(zhì)量安全隱患的發(fā)生。管理層可以通過(guò)數(shù)據(jù)的積累，對(duì)質(zhì)量安全問(wèn)題的多發(fā)部位進(jìn)行分析，以便在施工過(guò)程中集中部署和檢查[4]。

1.7 二維碼物料追蹤管理

在物料管理方面，生成物料跟蹤的二維碼，打印并粘貼到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物構(gòu)件上。通過(guò)二維碼，一個(gè)密度高、安全防偽性能好、信息含量高的便攜式數(shù)據(jù)文件，可以快速實(shí)現(xiàn)建筑材料的跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件信息和工藝信息的現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查詢。結(jié)語(yǔ)：

在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的背景下，政府正積極引導(dǎo)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，鼓勵(lì)在項(xiàng)目中運(yùn)用新技術(shù)、新理念，提高項(xiàng)目管理水平。BIM技術(shù)將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本項(xiàng)目通過(guò)BIM技術(shù)將從設(shè)計(jì)到施工階段的工程信息集成到一個(gè)模型中，并嚴(yán)格控制BIM模型的質(zhì)量，并通過(guò)項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)模型中的信息進(jìn)行共享、傳遞和維護(hù)，方便所有參與方正確理解和維護(hù)響應(yīng)大量的工程信息，達(dá)到各參與方高效協(xié)同作業(yè)的目的。BIM技術(shù)提高了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)深度和設(shè)計(jì)水平，提高了施工質(zhì)量和效率，減少了材料的浪費(fèi)和返工，為項(xiàng)目按時(shí)完成奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 于藝林，亢文波，王展，陳峰，陳俐光，朱萬(wàn)旭.BIM技術(shù)在矮塔斜拉橋索塔施工中的應(yīng)用[C].中冶建筑研究總院有限公司.2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）.中冶建筑研究總院有限公司：工業(yè)建筑雜志社，2020：324-327+359.

[2] 劉衛(wèi)未，王晶，謝志成，聶艷俠，馬書杰，孫海川.BIM技術(shù)在復(fù)雜深基坑工程中的應(yīng)用[C].中冶建筑研究總院有限公司.2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（中冊(cè)）.中冶建筑研究總院有限公司：工業(yè)建筑雜志社，2020：421-424.

[3] 李昊，王亮.基于BIM技術(shù)的碰撞檢查二次開發(fā)[C].中冶建筑研究總院有限公司.2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）.中冶建筑研究總院有限公司：工業(yè)建筑雜志社，2020：412-418.

[4] 李詩(shī)，李建霖.淺談BIM技術(shù)在綠色建筑全生命周期中的能耗研究[C].中共沈陽(yáng)市委、沈陽(yáng)市人民政府.第十七屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.中共沈陽(yáng)市委、沈陽(yáng)市人民政府：沈陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2020：1233-1238.