淺談BIM在公路建設(shè)中的應用

孫濤 孫波

摘 要：我們正處于“十四五”攻堅階段，國家大力發(fā)展公路建設(shè)，并提出“智慧交通，促進數(shù)字資源賦能交通發(fā)展”的戰(zhàn)略思想，數(shù)字交通建設(shè)成為了公路建設(shè)的主要趨勢。對此，本研究重點探究BIM技術(shù)在公路建設(shè)中的運用，以此來更好地指導實踐工作。

關(guān)鍵詞：公路建設(shè);BIM;模型

新經(jīng)濟常態(tài)下，我國公路交通網(wǎng)絡得以有效完善與優(yōu)化，截止2019年底我國高速公路總里程高達14.62萬km，創(chuàng)下歷史新高。交通運輸部《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》中重點闡述了數(shù)字交通建設(shè)的內(nèi)涵，要求“促進交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計、建造、養(yǎng)護、運行管理等各環(huán)節(jié)數(shù)字化。構(gòu)建全國的高精度交通地理信息平臺，三維數(shù)字化呈現(xiàn)物理設(shè)施?！盉IM技術(shù)憑借協(xié)同性、可視化、數(shù)據(jù)集成、共享傳遞等獨特優(yōu)勢，同《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》要求相吻合廣泛運用于公路建設(shè)項目中，獲取最大化建設(shè)效益的同時，為人們創(chuàng)設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)的出行環(huán)境，有力地促進經(jīng)濟社會可持續(xù)健康發(fā)展。

1 BIM技術(shù)在公路建設(shè)中的優(yōu)勢

1.1 合理優(yōu)化工程進度

應用BIM技術(shù)，能夠讓公路工程施工進度和三維可視化模型充分結(jié)合起來，從而提前模擬工程施工的場景。在公路工程施工現(xiàn)場模擬中，BIM技術(shù)可以有效查找出項目內(nèi)存在的問題，并有針對性進行改進與糾正，之后繼續(xù)模擬。在多次循環(huán)以后，保證模擬建設(shè)過程和進度規(guī)劃保持一致，將工程項目計劃進度合理確定下來，工作人員結(jié)合掌握的信息，將適當調(diào)整工程項目進度。

1.2 可視性強

在BIM技術(shù)支持下能夠讓公路工程施工以可視化形式進行呈現(xiàn)，工作人員對公路工程的結(jié)構(gòu)、特點等情況掌握更為精準，提升了公路工程項目管理水平。在以往公路施工過程中，工作人員在施工環(huán)節(jié)主要利用施工設(shè)計圖進行施工，雖然設(shè)計圖能夠發(fā)揮導向性作用，但是無法充分展現(xiàn)公路結(jié)構(gòu)效果，不利于對公路工程特點有全面、準確的把握。借助BIM技術(shù)，能夠?qū)⒐饭こ添椖恳运木S、三維等形式展現(xiàn)出來，便于工作人員充分了解項目整體特征。由于BIM具備可視化特征，除了能夠在工程設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)發(fā)揮作用以外，也為公路后期使用等創(chuàng)造有利條件。

1.3 創(chuàng)建協(xié)同信息平臺

公路工程項目的實施需要監(jiān)理單位、建筑企業(yè)、設(shè)計企業(yè)和施工企業(yè)等參與進來，并涉及政府相關(guān)部門，包括交通運輸主管部門、質(zhì)檢機構(gòu)等。要想讓工程項目正常進行，需要將工程項目信息提供給上述單位與部門，從而有效共享資源，為各部門與單位加強溝通奠定良好基礎(chǔ)。BIM技術(shù)也具備協(xié)同性的優(yōu)勢，能夠?qū)Ω鞣浇ㄗh進行分析與匯總，確保相關(guān)主體及時掌握項目進度、技術(shù)參數(shù)等方面的信息。

2 BIM在公路建設(shè)中的應用

2.1 可行性分析

對于公路建設(shè)項目可行性的分析，往往從技術(shù)、經(jīng)濟層面著手，保證論證結(jié)論的精準。在高等級公路建設(shè)項目中，業(yè)主十分注重施工計劃是否符合種類、質(zhì)量、功能的要求，且從技術(shù)與經(jīng)濟角度分析具有一定的可行性。對此，利用軟件構(gòu)建三維可視化路橋模型，對施工方面進行模擬推演，得出最優(yōu)解決方案，并對項目投資及建設(shè)進度進行有效控制，強化施工質(zhì)量。

2.2 設(shè)計分析

2.2.1 概念設(shè)計時決策正確性

概念設(shè)計中，設(shè)計人員應對選址、方位、外觀、結(jié)構(gòu)、施工、資金等各個方面進行綜合分析，然后進行科學決策。同時，利用BIM技術(shù)對不同方案進行各方面的推演，直觀對比分析，進一步優(yōu)化方案。

2.2.2 精準搭建三維立體模型

不同于傳統(tǒng)3D模型，BIM技術(shù)能夠借助軟件構(gòu)建三維模型。在三維模型中，可迅速生成任意平面視圖，施工人員可獲取直觀、清晰的視圖，可有效保證施工質(zhì)量。同時，這一平臺能夠?qū)⒔ㄔO(shè)、施工及其他各參建單位有效銜接起來，促使其積極參與到項目中。

2.2.3 平臺互通性

在傳統(tǒng)模式中，主體工程及各專業(yè)附屬工程排往往由于前期獨立設(shè)計而導致施工沖突無法協(xié)調(diào)。BIM模型則將各種信息囊括其中，能夠自動核查，積極規(guī)避了各專業(yè)施工沖突的現(xiàn)象。同時，可利用BIM分析軟件，對排水工程、防護工程、通信管道工程等附屬工程結(jié)構(gòu)的合理性進行分析。

2.2.4 更改同步性

因BIM模型可自動更新各種參數(shù)，因此各項目參與主體可積極適應設(shè)計更改的現(xiàn)象。若施工圖更改了一個微小的細節(jié)，BIM平臺上銜接的平面圖、立體圖、三維圖、相應參數(shù)列表、工程預算等信息便會同步更新，可為施工提供可靠依據(jù)。

2.2.5 沉浸式漫游

BIM 沉浸式漫游能夠掌握建筑內(nèi)部情況，推演裝修效果，為業(yè)主與決策設(shè)計提供可靠信息。例如某高速公路項目隧道，可利用BIM技術(shù)對隧道投入使用情景進行推演，對行車安全性進行檢測，其中涵蓋線形、進出口視野、隧道內(nèi)環(huán)境等。同時，還可對管廊、機電設(shè)備等專業(yè)進行模型，科學合理協(xié)調(diào)。

2.3 施工應用

2.3.1 設(shè)計錯誤和漏洞檢測

以往CAD二維視圖中，難以觀察分析出各系統(tǒng)間的沖突，只有通過現(xiàn)場施工才能發(fā)現(xiàn)，無奈只得重新更改或設(shè)計，這無疑是延長了施工進度及提高了施工成本。借助BIM模型，有效集合各系統(tǒng)參數(shù)，例如可對公路建設(shè)中橋梁樁基和既有管線進行碰撞檢查，直觀發(fā)現(xiàn)不同系統(tǒng)的沖突，在施工前進行針對性協(xié)調(diào)，避免工期延長，有效控制施工成本。

2.3.2 施工推演、改進建設(shè)方案

BIM模型同BIM 4D 軟件、工程施工進度計劃連接后，三維立體模型可對項目施工過程進行動態(tài)推演，盡早發(fā)現(xiàn)不足之處（如：場地分布、人員分布、機械、空間矛盾，施工安全等），并及時整改。在4D推演過程中，還關(guān)系到特種設(shè)備、大型機械進出場時機，巧妙地借助時間、空間對設(shè)備資源進行整合，優(yōu)化施工進程。

2.3.3 5D 公路工程施工信息模型搭建

在BIM三維模型基礎(chǔ)上添加施工進度、成本兩個模塊，構(gòu)建5D建筑信息模型，自動化統(tǒng)計工程量、實時監(jiān)控施工進度，從空間、時間兩個角度對公路工程施工現(xiàn)狀進行把控，有效控制施工成本，加快施工進度。利用全生命周期數(shù)字建設(shè)平臺，對施工現(xiàn)場進行實時了解，項目管理者可利用BIM云平臺，對施工現(xiàn)場細節(jié)、施工進程了如指掌，同時監(jiān)理方同業(yè)主也可利用這一平臺及時獲取項目施工現(xiàn)狀，一方面方便掌控工程實施情況、一方面節(jié)約管理成本。

3 結(jié)語

總之，在公路建設(shè)中，巧妙地借助BIM技術(shù)可保障工程建設(shè)質(zhì)量及施工周期，而且還能夠強化項目管理能力，控制施工成本，保證公路建設(shè)按時按質(zhì)按量完成?；诖?，施工單位應高度重視BIM技術(shù)，強化相關(guān)人員專業(yè)技能及綜合素養(yǎng)，促使BIM技術(shù)充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，對施工流程進行有效規(guī)范，健全管理制度，促使公路行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

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