BIM技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理中的應(yīng)用

彭耿佛、陳勇

（岳陽市交通公路工程建設(shè)有限公司，湖南岳陽414000）

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的提升，我國基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，高速公路以及橋梁工程項(xiàng)目也不斷增多。相較房屋建筑工程而言，高速公路橋梁建設(shè)在整體特征方面，表現(xiàn)出了更為突出的專業(yè)性、特殊性和復(fù)雜性。施工技術(shù)人員需要結(jié)合高速公路橋梁現(xiàn)場實(shí)際情況、既定施工方案要求等，加強(qiáng)對安全工作的控制和管理。安全管理工作的有效落實(shí)，不僅可以提升高速公路橋梁的整體施工效率，還可以減少各種風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生，進(jìn)一步提升施工安全管理水平。由此可見，研究BIM 技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理中的應(yīng)用具有積極的作用。

1 BIM 技術(shù)的概述與優(yōu)勢

從BIM 技術(shù)的內(nèi)涵來看，其主要是指建筑信息模型建造技術(shù)。在具體的應(yīng)用過程中，需要充分融合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、三維技術(shù)等，并結(jié)合具體工作對其性能做出調(diào)整，從而完成立體建筑模型的構(gòu)建工作。將BIM 技術(shù)科學(xué)、合理地應(yīng)用到實(shí)際工作中，將極大提高施工效率和生產(chǎn)安全。結(jié)合相關(guān)的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)多個(gè)行業(yè)中得到了充分應(yīng)用，并取得了較為明顯的成就。該技術(shù)對工程項(xiàng)目的各個(gè)階段都可以產(chǎn)生積極作用，可將整個(gè)工程中各階段的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化整理，完成信息平臺的構(gòu)建工作。

如果可以在高速公路道路橋梁施工的安全管理工作中應(yīng)用該技術(shù)，則可以利用三維模型，完成對高速公路橋梁施工安全信息的集成化管理，并可在不同的施工階段，加強(qiáng)對多樣化施工信息的整理和收集，從宏觀上合理把控工程的變化趨勢，實(shí)現(xiàn)對工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測。在工程建設(shè)前，應(yīng)用BIM 軟件建立三維立體模型，在建模過程中就可以提前發(fā)現(xiàn)重大安全隱患，從而可以在實(shí)際施工中采取相應(yīng)措施，規(guī)避或降低風(fēng)險(xiǎn)[1]。

此外，BIM 技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用優(yōu)勢還表現(xiàn)在協(xié)同管理、可視化管理、多元化模擬等多個(gè)途徑中。同時(shí)，該技術(shù)對施工的全程控制、資源節(jié)約、成本降低、工作效率的提高等方面，都有著積極作用。

2 BIM 技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理中的應(yīng)用價(jià)值

BIM 技術(shù)在高速公路橋梁工程應(yīng)用的過程中，需要借助三維數(shù)字技術(shù)，完成建筑信息模型的構(gòu)建工作。由于不同施工階段所出現(xiàn)的信息和數(shù)據(jù)不同，在管理方面也面臨著較大阻礙。如果可以利用BIM 技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)對施工環(huán)節(jié)的模擬，提前防范施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題，并制定好應(yīng)對措施。

這項(xiàng)技術(shù)的有效運(yùn)用，可以促進(jìn)施工工作的有序開展。在開展高速公路橋梁施工時(shí)，安全管理作為其中一項(xiàng)極為重要的工作，在很大程度上影響了工程的進(jìn)度和成本。借助BIM 技術(shù)，完成靜態(tài)模型的建模工作，對主體結(jié)構(gòu)、配套設(shè)施建設(shè)以及施工情況等進(jìn)行提前展示，將為后續(xù)相關(guān)工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。在應(yīng)用過程中，該技術(shù)將時(shí)間維度作為基礎(chǔ)性條件，可結(jié)合工程進(jìn)程情況完成動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建。從其應(yīng)用效果來看，該技術(shù)可以對施工作業(yè)各階段的實(shí)際情況進(jìn)行模擬化分析。在建筑行業(yè)中，安全管理始終是一項(xiàng)重要工作，需要引起管理人員的高度重視。因此，應(yīng)將施工的各個(gè)環(huán)節(jié)及工序都納入安全管理中，更好地實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)[2]。

相較于傳統(tǒng)的安全管理技術(shù)，BIM 技術(shù)在開展安全管理活動(dòng)時(shí)，可以更好地實(shí)現(xiàn)工程統(tǒng)籌規(guī)劃的目標(biāo)，進(jìn)一步提升安全管理的時(shí)效性，對施工安全質(zhì)量的提升也能產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用。

3 BIM 技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理中的具體應(yīng)用策略

3.1 建立可視化3D 模型

在本文寫作之前，筆者針對傳統(tǒng)公路橋梁施工的安全管理工作進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。綜合研究發(fā)現(xiàn)：大部分安全管理工作在開展時(shí)，都采用了人工管理和計(jì)算機(jī)管理相結(jié)合的方式。這種方式雖然可以在一定程度上完成一些基礎(chǔ)性的管理工作，但卻存在弊端：一方面，信息化程度低的特征較為明顯。在具體工作中，需要耗費(fèi)大量的人力成本。從長遠(yuǎn)來看，還會(huì)增加整個(gè)工程的成本投入。同時(shí)，安全管理隊(duì)伍的龐大，很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí)，從而對后續(xù)相關(guān)工作的開展產(chǎn)生極為嚴(yán)重的不良影響；另一方面，這種管理方式在應(yīng)用過程中，很大程度上依賴于人工，導(dǎo)致成本和產(chǎn)出效益不對等的特征較為明顯，所投入的各項(xiàng)成本不能在最大程度上轉(zhuǎn)化為最終的效益[3]。

但是，如果可以將BIM 技術(shù)應(yīng)用到道路橋梁的施工安全管理工作中，則可以促進(jìn)整個(gè)工作向可視化、立體化和數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展，進(jìn)一步提升整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，提高信息反饋速度，為后續(xù)相關(guān)工作的開展創(chuàng)造有利條件，不斷提升工程管理質(zhì)量。

3.2 實(shí)施空間碰撞檢測

在傳統(tǒng)的安全管理工作中，因?yàn)槿狈I(yè)技術(shù)支撐，使得施工安全管理多集中在二維空間中，鮮少深入三維空間的設(shè)計(jì)和管理中。這種限制性條件的存在，將會(huì)導(dǎo)致在鋼筋預(yù)埋工作中出現(xiàn)大量錯(cuò)誤。但如果可以借助于BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，則可以避免該問題的發(fā)生。為了確保BIM 技術(shù)的優(yōu)勢得到最大程度的發(fā)揮，還可以融合3D 模型、4D 模型模擬技術(shù)的優(yōu)勢，幫助施工人員實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的可視化查看，讓施工人員、安全管理人員都可以在最短時(shí)間內(nèi)快速掌握現(xiàn)場的各種信息，從而更好地調(diào)整和優(yōu)化施工方案。如果在此過程中發(fā)現(xiàn)任何安全隱患，也可以及時(shí)消除，以確保最終方案的科學(xué)、合理。

3.3 場地布設(shè)活動(dòng)

場地布設(shè)活動(dòng)，也是BIM 技術(shù)在應(yīng)用過程中一項(xiàng)極為重要的組成部分。傳統(tǒng)工作僅局限在二維平面場地中，設(shè)計(jì)人員不能全面了解施工場地的地形結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造等相關(guān)信息，因而在橋梁布置會(huì)存在較大的誤差。而借助BIM 技術(shù)的可視化優(yōu)勢，則可完成對施工場地的三維模擬和還原，幫助施工人員、管理人員對公路橋梁的施工場地形成全面、系統(tǒng)的認(rèn)識，并完成對整個(gè)施工現(xiàn)場科學(xué)、合理的規(guī)劃。

此外，該技術(shù)的應(yīng)用，還可以進(jìn)一步提升管理工作者的場景布設(shè)質(zhì)量和效果，減少后期變更現(xiàn)象的發(fā)生[4]。

在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，還要求管理人員在最大程度上調(diào)動(dòng)和發(fā)揮自身的主動(dòng)性、積極性，對施工場地的地理?xiàng)l件形成全面認(rèn)識。此外，BIM 技術(shù)平臺中還具備了可視化模擬功能，這種功能在公路橋梁的施工安全管理工作中表現(xiàn)為以下兩方面優(yōu)勢：

一方面，在正式施工之前，能夠提前模擬整個(gè)施工計(jì)劃。在模擬過程中，對施工方案中存在的任何不合理問題，都可以進(jìn)行提前防控，從而降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生。在不影響高速公路正常運(yùn)行的情況下，該技術(shù)可以最大限度地滿足當(dāng)?shù)毓こ添?xiàng)目的建設(shè)需要，并對各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)空間資源進(jìn)行合理化配置和科學(xué)優(yōu)化，從而提升安全管理的科學(xué)性和精準(zhǔn)度。

另一方面，BIM 技術(shù)還可以幫助建設(shè)管理人員對交通運(yùn)輸導(dǎo)流方案進(jìn)行不斷優(yōu)化，并對在傳統(tǒng)安全管理工作方式下，交通運(yùn)輸導(dǎo)流方案中所出現(xiàn)的各種不合理現(xiàn)象，進(jìn)行提前模擬和修改，借助動(dòng)態(tài)化技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化導(dǎo)流的控制，這對全面提升高速公路橋梁施工的合理性，起到了積極的推動(dòng)作用。除此之外，還可以進(jìn)一步增強(qiáng)工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的發(fā)展適應(yīng)能力[5]。

4 施工方案模擬

相較傳統(tǒng)房屋建筑或其他普通公路工程，高速公路橋梁工程的專業(yè)性、復(fù)雜性和綜合性特征更為明顯。相應(yīng)的，在開展施工安全管理工作時(shí)，其所需要面臨的阻礙也會(huì)更多。因此，對于管理人員而言，需要充分利用BIM 技術(shù)平臺的優(yōu)勢，進(jìn)行施工方案的模擬工作，提前解決施工方案中存在的不合理問題，實(shí)現(xiàn)對施工方案的可視化認(rèn)識。如果在施工方案的技術(shù)交底工作中，出現(xiàn)了雙方都不滿意的問題，則需要施工單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等進(jìn)行共同商討，提高對項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)劃的全面認(rèn)識，從而為施工質(zhì)量和施工水平的提升創(chuàng)造良好條件。在BIM 技術(shù)平臺的應(yīng)用過程中，還可以借助它的動(dòng)畫模擬功能，實(shí)現(xiàn)對施工方案的全過程模擬。特別需要注意和考慮的是，施工安全管理中一些特殊節(jié)點(diǎn)和難度較高的環(huán)節(jié)對整體施工效率產(chǎn)生的影響。施工團(tuán)隊(duì)還可以利用BIM 技術(shù)的動(dòng)畫模擬，完成對整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)的科學(xué)化布局和解剖，借助高效率、科學(xué)化的技術(shù)優(yōu)勢，快速、有效地完成施工工作，從而提升安全管理工作的有效性和科學(xué)性。

5 進(jìn)度、質(zhì)量、安全管理

在高速公路橋梁施工過程中，需要面臨很多外界因素，整個(gè)施工過程極為復(fù)雜，對社會(huì)所產(chǎn)生的影響也較大。當(dāng)開展最終的工程考核工作時(shí)，需要綜合進(jìn)度、質(zhì)量、安全等多方面因素。在此過程中，可以充分融合BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，完成5D 模型的構(gòu)建工作，為進(jìn)度目標(biāo)和成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

如果可以融合多方面的考核指標(biāo)進(jìn)行綜合性管理，管理人員就可以更好地控制工程量成本和時(shí)間進(jìn)度。將公路橋梁的BIM 模型和時(shí)間進(jìn)度進(jìn)行高度融合，即可結(jié)合具體的施工建造情況，完成對BIM 模型的調(diào)整和優(yōu)化。需要注意的是，時(shí)間的變動(dòng)會(huì)在很大程度上影響公路橋梁工程的最終建設(shè)成果。對此，需要結(jié)合工程量成本和實(shí)際成本的具體指標(biāo)進(jìn)行同步分析與對比。借助大量的科學(xué)化數(shù)據(jù)和信息，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施工進(jìn)度和施工成本的目標(biāo)。對BIM 技術(shù)模型和管理平臺進(jìn)行綜合分析之后可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)中還包含了一個(gè)極為重要的軟件支撐平臺功能。借助該功能的優(yōu)勢，對施工現(xiàn)場的信息進(jìn)行高度整合，并對其中所包含的深度信息進(jìn)行充分挖掘，保障信息的價(jià)值可以在最大程度上得到有效發(fā)揮，同時(shí)對施工過程中出現(xiàn)的安全、進(jìn)度不合理、成本投入不科學(xué)等問題進(jìn)行提前預(yù)防，并結(jié)合工程正式投入施工前所建設(shè)的5D 模型，實(shí)現(xiàn)對工程安全管理的合理管控，從而進(jìn)一步提升最終的施工質(zhì)量。

除此之外，在BIM 技術(shù)平臺的應(yīng)用過程中，安全管理人員還可以借助信息管理功能，對質(zhì)量檢測表進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理，完成信息的科學(xué)化管理，從而為高速公路橋梁施工的安全性創(chuàng)造良好條件。這在一定程度上緩解了傳統(tǒng)安全管理工作中人為因素對工程質(zhì)量的影響，進(jìn)一步提升和強(qiáng)化了項(xiàng)目建設(shè)的安全管理水平。

6 在施工及運(yùn)維階段提供模型信息檔案

將BIM 技術(shù)應(yīng)用到施工和運(yùn)維過程中，可以結(jié)合施工現(xiàn)場的具體需求，提供各種科學(xué)、有效的信息，并完成信息檔案的建設(shè)工作。結(jié)合當(dāng)前BIM 技術(shù)的應(yīng)用情況來看，該部分工作已經(jīng)成為安全疏散模型是否可以建立的一項(xiàng)重要判斷指標(biāo)。在高速公路的橋梁施工安全管理工作中，安全疏散模型主要融合了BIM技術(shù)平臺和相關(guān)技術(shù)、設(shè)備的優(yōu)勢，針對高速工作建設(shè)活動(dòng)中可能出現(xiàn)的各種緊急狀況進(jìn)行提前模擬，科學(xué)確定緊急疏散地點(diǎn)、疏散通道等靜態(tài)信息，更能完全動(dòng)態(tài)化地模擬整個(gè)疏散過程，為高速公路橋梁安全管理提供強(qiáng)有力的參考與支撐，提高工程項(xiàng)目建設(shè)安全管理緊急方案的制定水平，施工人員可以結(jié)合其中所呈現(xiàn)的信息，完成應(yīng)急方案的制定工作。

7 結(jié)語

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到公路橋梁的施工安全管理工作中，已經(jīng)成為一種不可抵擋的趨勢。在今后的工作中，施工人員、設(shè)計(jì)人員都需要從宏觀出發(fā)，對該技術(shù)的優(yōu)勢形成正確認(rèn)識。結(jié)合施工現(xiàn)場的具體需求，對該技術(shù)進(jìn)行合理化應(yīng)用，從而更好地提升公路橋梁施工質(zhì)量，完善基礎(chǔ)設(shè)施。