BIM技術(shù)在道路橋梁施工管理中的應(yīng)用

廖金龍

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，城鎮(zhèn)骨架逐漸強壯，交通路網(wǎng)不斷完善。交通是城鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活的動脈，因此社會發(fā)展對交通的依賴與日俱增，交通也在飛速發(fā)展。隨之而來的是道路建設(shè)中各種復(fù)雜建筑物，各種結(jié)構(gòu)、造型的橋梁工程越來越多，因此對道路橋梁工程施工要求越來越高，橋梁施工細節(jié)性問題越來越多。針對傳統(tǒng)道路橋梁施工管理難度大、發(fā)現(xiàn)問題不及時、無預(yù)判性措施等問題，可以將BIM技術(shù)應(yīng)用到道路橋梁施工管理中，通過建筑管理信息模型分析，發(fā)現(xiàn)工程管理中易出現(xiàn)的問題，及時解決，保證工程質(zhì)量，提高效率，節(jié)約成本?；诖?，文章探討了BIM技術(shù)在道路橋梁施工管理中的應(yīng)用，希望對我國道路橋梁施工管理事業(yè)發(fā)展起到促進作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);道路橋梁;施工管理

中圖分類號：U445 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.011

無論是城市橋梁還是公路橋梁，橋梁工程建設(shè)較其他一般工程，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，施工工藝更為繁瑣，施工環(huán)境更為復(fù)雜，施工難度及工程投入更大，導(dǎo)致橋梁施工管理工作顯得更加重要?？珊侠砝肂IM技術(shù)，使管理更加智能，措施更加實用，預(yù)判更加超前，提高工程施工效率和管理水平。通過構(gòu)建準(zhǔn)確的BIM三維模型，可以及時發(fā)現(xiàn)施工中的各種問題，優(yōu)化工程建設(shè)方案，編制合理施工組織設(shè)計，降低施工風(fēng)險及安全隱患，保證橋梁工程順利實施，確保項目建設(shè)的安全性和經(jīng)濟性。

1 BIM技術(shù)含義和關(guān)鍵作用

BIM技術(shù)又被稱為建筑信息模型技術(shù)，直接集成現(xiàn)代化信息技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)和三維處理技術(shù)，建立BIM模型，可以實現(xiàn)工程設(shè)計的可視化。由于BIM技術(shù)具有可視化特點，其在具體應(yīng)用中可以直接構(gòu)建三維立體模型，實現(xiàn)工程設(shè)計的全面覆蓋，提升工程設(shè)計的可視化效果[1]。BIM技術(shù)應(yīng)用非常全面，不僅可以在工程設(shè)計中應(yīng)用，而且可以在工程施工管理中、施工質(zhì)量檢測、施工進度管理等方面應(yīng)用，全面提高工程管理效率。

1.1 碰撞測試

基于工程施工圖紙，構(gòu)建細化的施工模型，讓不同部位細部構(gòu)件都可以顯示在計算機中，讓設(shè)計人員掌握各種工程設(shè)計細節(jié)，通過開展碰撞檢測工作，發(fā)現(xiàn)工程實施中可能會出現(xiàn)的問題，及早預(yù)判，及時制定出合理的解決措施，避免重復(fù)施工和盲目施工，造成人力財力的浪費。

1.2 動態(tài)模擬

基于BIM模型全面論證系統(tǒng)運行，動態(tài)模擬重點施工環(huán)節(jié)，并根據(jù)模擬效果進一步優(yōu)化和完善設(shè)計方案，確保設(shè)計方案的可操作性，掌握工程作業(yè)的相應(yīng)時間節(jié)點和具體工作，把握工程施工作業(yè)的難點和重點，保證設(shè)計方案的可行性[2]。

1.3 工程量計算

工程量計算是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分，技術(shù)發(fā)展相對比較成熟。以往在工程量計算過程中，大量工作需要手工完成，工作效率相對低下，重復(fù)統(tǒng)計和漏計時有發(fā)生。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將各種數(shù)據(jù)信息直接存儲到數(shù)據(jù)庫中，計算機直接負責(zé)各種數(shù)據(jù)的提取，省去了人工復(fù)雜操作，進一步保證工作效率和工程量的準(zhǔn)確性。

2 道路橋梁工程施工管理難點

2.1 涉及范圍比較廣泛

橋梁工程在施工中要與工程建設(shè)的其他專業(yè)銜接，如橋梁接隧道、橋梁高邊坡，或者橋梁建設(shè)時會與其他輔助工程或者附加工程共同作業(yè)。因此，橋梁工程涉及專業(yè)領(lǐng)域相對較廣泛，工序較復(fù)雜，建設(shè)中使用大量的機械設(shè)備、施工工藝和各道工序的施工組織方案，導(dǎo)致施工管理工作開展難度相對較高[3]。

2.2 設(shè)計意圖不能得到準(zhǔn)確表達

工程實施階段，建設(shè)單位要全面把控項目，結(jié)合設(shè)計圖紙對各種潛在的因素全面考慮，然后作出相應(yīng)決策。設(shè)計單位應(yīng)認真全面做好圖紙技術(shù)交底工作，傳達設(shè)計意圖。施工單位盡快領(lǐng)會設(shè)計意圖，落實項目實施重點、難點，并編制切實可行的施工組織設(shè)計方案。由于橋梁工程的復(fù)雜性、工序多樣性、設(shè)計意圖傳達不準(zhǔn)確性、操作靈活處理性，導(dǎo)致工程管理難度加大，施工進度與質(zhì)量難以保證，設(shè)計意圖不能得到準(zhǔn)確表達，造成項目成果與設(shè)計意圖不符。

2.3 施工組織難度較大

橋梁工程一個顯著特點就是構(gòu)造精細，工序繁瑣，施工環(huán)境相對復(fù)雜，施工進度難以控制，易受不良地質(zhì)、氣候因素、運輸條件、上一道工序等影響，此外，由于不同施工工序，使用施工工藝和機械設(shè)備存在差異，導(dǎo)致施工組織難度較大。

3 BIM模型搭建

3.1 多視角可視化

通過對BIM技術(shù)的使用，可以對各種構(gòu)造及細節(jié)的可視化處理，加強構(gòu)件、模型與工序之間的互動和反饋。通過對建造過程的可視化處理，使建筑構(gòu)件全方位展示，對開展道路橋梁施工作業(yè)、圖紙技術(shù)交底工作起到輔助作用。

3.2 多方協(xié)調(diào)合作

由于道路橋梁結(jié)構(gòu)造型較其他建筑物更為復(fù)雜，跨專業(yè)領(lǐng)域?qū)庸ぷ黝l繁但不易交流。通過利用信息模型的協(xié)調(diào)服務(wù)功能，可以為相關(guān)專業(yè)構(gòu)建相應(yīng)的技術(shù)協(xié)作平臺，共享各種數(shù)據(jù)模型，保證不同階段建設(shè)信息的共享，避免不同專業(yè)之間的溝通障礙[4]。

3.3 多元模擬優(yōu)化

各種BIM模型不僅是視覺構(gòu)件，還具有功能性特點，可以通過BIM模型模擬道路橋梁施工場景，并通過相應(yīng)優(yōu)化工具，系統(tǒng)處理各種復(fù)雜問題，并在此基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的施工組織設(shè)計。

3.4 多個參數(shù)驅(qū)動

BIM模型各種圖元都存在較大的關(guān)聯(lián)性，對模型任何一處的修改，與之關(guān)聯(lián)部位作出相應(yīng)調(diào)整，快速輸出各種圖紙及方案。通過模擬可以提前預(yù)判各種錯誤，及早優(yōu)化方案，避免在施工中出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。

4 BIM技術(shù)在道路橋梁施工管理中的具體應(yīng)用

4.1 BIM技術(shù)在工程設(shè)計階段中的應(yīng)用

在工程設(shè)計階段，BIM技術(shù)可以通過三維模型全程建模工程項目或土建設(shè)備，利用碰撞檢測功能，減少施工中可能出現(xiàn)的碰撞點，發(fā)現(xiàn)各種碰撞問題，及時采取解決措施，做好相關(guān)記錄。通過向技術(shù)人員反饋，提高工作效率。

例如，將BIM技術(shù)應(yīng)用到實體設(shè)計中，對各項數(shù)據(jù)開展驗證和整合工作，實現(xiàn)多維曲線設(shè)計，以立體形式展示。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，還可以對復(fù)雜模型的每個單元開展三維模型分析。

S橋梁施工參數(shù)如表1所示。

4.2 施工前的應(yīng)用

道路橋梁施工前可構(gòu)建三維模型，科學(xué)處理與安排可視化技術(shù)的應(yīng)用，開展必要的碰撞試驗和設(shè)計優(yōu)化。由于道路橋梁工程施工的特殊性，施工環(huán)境相對復(fù)雜，施工工藝煩瑣，導(dǎo)致項目建設(shè)中未知問題多。

當(dāng)前，橋梁工程模型各式各樣，參數(shù)數(shù)據(jù)差異較大，各種構(gòu)件參數(shù)信息是完成碰撞檢驗的關(guān)鍵信息。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，檢驗和模擬機械之間、操作之間的碰撞情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取優(yōu)化措施，避免碰撞情況發(fā)生。此外，還可以對現(xiàn)場車流量進行輔助分析，合理調(diào)整施工現(xiàn)場布局，避免施工中出現(xiàn)混亂情況。同時，利用可視化三維模式構(gòu)建必要的施工模型，為后期施工階段現(xiàn)場工序合理安排提供依據(jù)[5]。

4.3 BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

4.3.1 質(zhì)量管理

通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以讓相關(guān)人員通過各種移動終端開展工程質(zhì)量控制。先在模型中輸入各種信息與數(shù)據(jù)，通過各種分布式云平臺技術(shù)，對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工方案及相關(guān)規(guī)范的查詢提供更加便捷的支持，讓工作人員利用移動終端接收數(shù)據(jù)模型，提高信息傳遞的有效性，提高施工質(zhì)量管理效率。工程現(xiàn)場的監(jiān)理人員可以將發(fā)現(xiàn)的工程問題通過移動終端取證和相關(guān)數(shù)據(jù)上傳，避免再次回到現(xiàn)場取證，確保處理各種問題的時效性。

4.3.2 進度管理

通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，參照各種工程圖紙及現(xiàn)場情況，還可以建立3D模型。模型能直觀性查看工程工序效率、準(zhǔn)確性和完整性，同時讓模型中的數(shù)據(jù)與實際施工建立必要的聯(lián)系，為工程進度管理創(chuàng)造更好的條件。通過3D模型可以更加準(zhǔn)確定義各種施工作業(yè)面，讓施工人員更加準(zhǔn)確把握當(dāng)前的作業(yè)進度，對各種工作任務(wù)及時調(diào)整，保證各種工作效率。

4.3.3 成本管理

通過將BIM管理引入到工程管理中，可以動態(tài)化完成成本管理工作，實現(xiàn)工程施工成本預(yù)測、控制、核算等工作。BIM管理是建立在BIM技術(shù)之上的，根據(jù)施工環(huán)境實際情況，建立人才成本管理數(shù)據(jù)庫，在短時間內(nèi)提取出施工材料、人工、機械設(shè)備成本清單，保證工程認定和結(jié)算工作開展效率。

例如，S橋梁工程施工中可以完成如下幾個方面的控制工作：第一，可以直接利用BIM技術(shù)開展施工，施工前模擬S橋梁拱腳，保證工程施工的有效性，在更大程度上提高工程施工效率;第二，利用BIM技術(shù)對下錨塊部位進行施工，讓下錨塊的定位變得更加精準(zhǔn)，提高下錨塊部位的施工精度。

拱腳施工技術(shù)流程示意圖如圖1所示，錨塊設(shè)計示意圖如圖2所示。

4.4 施工后的應(yīng)用

當(dāng)前，施工企業(yè)在橋梁施工作業(yè)時，往往比較重視工程施工進度和成本，對施工質(zhì)量管理工作不夠重視，各種工程質(zhì)量驗收工作沒有到位，存在較多安全隱患。由于道路橋梁的特殊性，工程質(zhì)量和安全尤為重要。為及時掌握各種部位的質(zhì)量信息，可以通過BIM技術(shù)建立細部結(jié)構(gòu)質(zhì)量信息庫，對于各種進入到工程現(xiàn)場的采購構(gòu)件進行質(zhì)量信息登記工作，包括構(gòu)件生產(chǎn)具體廠家、型號、性能要求、安裝要求、具體質(zhì)量負責(zé)人或公司等，一旦在后期使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題，只要調(diào)出構(gòu)件的代碼，就能掌握構(gòu)件的基本信息施工負責(zé)人，及時開展追責(zé)工作。

5 結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對道路橋梁工程施工管理，提出了更高的要求。對于當(dāng)前管理中出現(xiàn)的問題，要引起足夠的重視，認真分析各種問題發(fā)生的原因，然后及時采取有針對性的措施。將BIM技術(shù)合理應(yīng)用到工程管理各個環(huán)節(jié)中，通過模型分析，及時發(fā)現(xiàn)工程施工中可能出現(xiàn)的問題，調(diào)整施工方案，優(yōu)化施工組織設(shè)計，確保工程順利實施。

參考文獻

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