BIM技術在路橋施工企業(yè)落地應用探索

黃 龍

（貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，城市化建設規(guī)模增加，交通路網(wǎng)系統(tǒng)越來越完善，道路橋梁工程項目規(guī)模和數(shù)量增多，道路橋梁的施工質量和安全性，直接影響人們的出行安全，合理進行道路橋梁工程設計和施工至關重要?；诖耍恼绿接態(tài)IM技術在道路橋梁施工企業(yè)中的應用價值，提出具體的應用措施，通過BIM技術的應用能夠提升道路橋梁施工企業(yè)的施工和工程管理效果。

1 BIM技術在路橋施工企業(yè)中應用的價值

1.1 有助于深化路橋設計

路橋施工企業(yè)在施工之前需要進行工程項目的深化設計。深化設計需要工作人員對工程材料和設備等各類知識點形成深入了解，全面掌握管線和設備碰撞的特點，避免對施工工作造成影響。在此情況下，傳統(tǒng)的二維圖紙設計方式很難有效進行深化設計，而采用BIM建模技術，能夠通過建立工程項目的三維模型，在工程深化設計的過程中合理進行各類設備和線路的搭配，提升工程深化設計的靈活性。

1.2 有助于提升勘測效果

工程勘測工作是路橋施工企業(yè)最為重要的項目，需要獲得工程當?shù)氐奈恢脭?shù)據(jù)和環(huán)境空間數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的勘測方式雖然能夠全面獲得相關數(shù)據(jù)，但是無法準確地將各類數(shù)據(jù)的關系展現(xiàn)出來。而在采用BIM技術的過程中，可通過三維建模的方式模擬現(xiàn)場情況，將數(shù)據(jù)信息輸入三維模型，可直觀展現(xiàn)勘測地區(qū)的地理環(huán)境、施工環(huán)境特點等，掌握地質和施工部件的關系，為提升工程勘測效果提供保障。

1.3 有助于精準定位和檢測

BIM技術具備強大的定位功能，在路橋施工項目定位的過程中，可利用不同位置和角度對某個物體進行拍攝，將拍攝的照片輸入BIM系統(tǒng)構建模型，準確顯示物體的實際位置，誤差能夠控制在毫米級別，便于和地面、周邊道路的精準校準合成。與此同時，采用BIM技術還能模擬工程現(xiàn)場的實際情況進行碰撞檢測，準確檢測工程是否存在碰撞問題，為工程的安全穩(wěn)定施工夯實基礎。

1.4 有助于進行物料統(tǒng)計

企業(yè)采用BIM技術的過程中，能夠提升物料統(tǒng)計工作效果。如表1所示，路橋施工項目的物料數(shù)量較多、類型非常豐富，傳統(tǒng)物料統(tǒng)計方式在應用過程中很容易出現(xiàn)物料統(tǒng)計量過少的問題，導致工程項目下發(fā)的經(jīng)費較少，對施工進度造成影響，同時也可能會出現(xiàn)物料統(tǒng)計量多的問題，使備料數(shù)量多，余料不能有效處理。在采用BIM技術的過程中，可利用三維模型進行工程項目各類物料的運算，精確進行物料統(tǒng)計，為工程項目提供充足的物料。

表1 BIM技術和傳統(tǒng)物料統(tǒng)計的準確性

2 BIM技術在路橋施工企業(yè)中的應用措施

2.1 設計中的應用

采用BIM技術進行工程項目設計的過程中，應按照路橋工程的特點和情況，做好模型構建工作，構建道路路面模型、路基模型、橋梁主體結構模型等，將設計參數(shù)輸入模型中，自動化生成設計圖紙，利用三維模擬技術進行繪圖、制作動畫圖，直觀展現(xiàn)出設計意圖，確保設計效果。同時，還可以利用BIM技術進行設計質量的審查和檢驗，及時發(fā)現(xiàn)設計質量問題，科學合理進行問題應對和處理，避免因為設計質量不良而導致出現(xiàn)設計變更的現(xiàn)象，為施工工作的合理開展提供保障。

2.2 施工中的應用

工程項目施工的過程中需要采用BIM技術，構建完善的施工模式和體系，如圖1所示。

圖1 BIM技術在路橋施工中的應用

2.2.1 數(shù)字化施工

當前我國路橋工程施工技術快速發(fā)展，鋼結構橋梁的數(shù)量開始增多，部分橋梁工程需要進行鋼結構零部件的異地生產(chǎn)，如果在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)返工的現(xiàn)象，浪費成本和時間。因此，在路橋工程的生產(chǎn)期間，應采用BIM技術進行數(shù)字化施工，模擬仿真預制橋梁的零部件，利用工廠生產(chǎn)的方式進行質量控制，保證各類零部件的質量符合標準[1]。

2.2.2 模擬施工

企業(yè)可采用BIM技術的4D模擬功能，開展模擬施工工作，全面掌控施工進度，科學合理地進行現(xiàn)場資源的分配，確保道路和橋梁工程的質量符合標準，例如：在模擬路橋工程的路基和路面施工過程中，模擬材料應用和設備應用的情況，為施工工作提供材料配合比的建議和設備應用的建議，確保施工工作的質量和效果[2]。

2.2.3 可視化施工

工程項目施工期間，應采用BIM技術進行可視化施工，構建工程項目的模型，模擬工程前期材料配置工作、路基施工工作、路面施工工作、橋梁主體施工工作等，將模型發(fā)送給施工部門，使施工部門能夠可視化完成施工，提升各項施工工作質量和水平。

2.3 管理中的應用

路橋施工企業(yè)在施工管理的過程中采用BIM技術，應重點完善施工管理的模式，充分發(fā)揮BIM技術的應用價值。如圖2所示。

圖2 BIM技術在施工管理中的應用

2.3.1 成本管控

工程項目管理的工作中應重點進行成本的管控，確保工程項目的經(jīng)濟效益水平。首先，采用BIM技術進行工程量的計算分析，模擬工程項目的施工流程，準確預測工程所需材料、設備、人力資源的數(shù)量，科學進行預算編制。其次，在施工過程中通過三維模型模擬現(xiàn)場，對比分析實際造價成本和預算編制內容，準確掌握預算執(zhí)行的偏差，為施工部門提供造價預算控制的建議，確保造價的有效管理。最后，采用BIM技術進行橋梁拱腳部分、錨塊部分等精準分析，準確預測成本的支出量，合理設定不同工序的造價限額標準，使施工人員和管理人員能夠按照限額標準進行造價的管控，避免出現(xiàn)成本超支的問題[3]。

2.3.2 進度管控

項目施工的過程中采用BIM技術進行進度管控，需要利用BIM三維模型模擬不同工序的情況，自動生成進度計劃，在施工過程中將實際進度數(shù)據(jù)輸入模型中，對比實際進度和進度計劃的偏差，明確進度問題產(chǎn)生的原因，確保進度得到有效控制。同時采用三維模型進行現(xiàn)場施工模擬，提前預測可能出現(xiàn)的沖突，提前進行沖突預防和規(guī)避，避免施工沖突對進度造成影響[4]。

2.3.3 質量管控

工程質量管控的過程中采用BIM技術，可利用三維模型進行設計圖紙數(shù)據(jù)信息的存儲，為現(xiàn)場施工工作提供指導，同時，采用激光掃描的方式、RFID和GPS技術等，進行現(xiàn)場的設備質量管理和施工物資的質量管理，避免出現(xiàn)質量問題；采用BIM技術模擬現(xiàn)場的情況，提前預測可能會發(fā)生的質量問題，提前制定完善的質量管控方案和體系，確保路基結構、路面結構等質量符合標準要求；在工程項目的質量管理工作中，還可在BIM系統(tǒng)中設置路橋施工的材料質量、設備質量、工序質量等管理模型，利用模型進行質量的可視化管理，預防工程施工出現(xiàn)質量問題。另外，在應用BIM技術進行路橋施工質量管理的過程中，還需注意以下幾點：首先，利用BIM三維模型技術，可視化進行路橋工程項目細節(jié)和構造的處理，在施工過程中進行模型、路橋工程施工工序和構造的互動，合理反饋，全方面展示建筑構件的質量情況。其次，采用BIM技術進行多部門的協(xié)調合作，考慮到路橋工程項目非常復雜繁瑣，跨專業(yè)施工工作較多，因此，可利用BIM建模的技術，對施工過程中各個部門進行協(xié)調，共享施工質量的數(shù)據(jù)信息，使各部門合作進行施工質量的控制。同時，利用BIM模型模擬施工場景，幫助各部門解決施工過程中的質量控制難題。最后，對BIM模型中的不同圖源進行關聯(lián)處理，一旦模型內的某些圖源發(fā)生改變，相關聯(lián)的部分自動化調整，輸出圖紙和施工方案，提前進行施工工作的優(yōu)化，提升施工質量管控效果[5]。

2.3.4 安全管控

企業(yè)可利用BIM技術構建工程項目的模型，模擬現(xiàn)場大型設備、深基坑等工程的情況，預測安全風險隱患問題，科學合理地進行安全管控，深入進行現(xiàn)場的施工安全監(jiān)督控制，確保施工安全符合標準。例如：采用BIM模型模擬現(xiàn)場深基坑支護、大型設備施工的安全情況，一旦發(fā)現(xiàn)有安全風險隱患問題，即可提前制定風險的預防方案，避免施工風險問題的發(fā)生。

路橋工程施工完成后，養(yǎng)護工作非常重要，對路橋工程質量產(chǎn)生直接影響。因此施工企業(yè)應在路橋施工養(yǎng)護的過程中采用BIM技術，提升養(yǎng)護效果。建議工程施工企業(yè)以BIM模型為基礎，對數(shù)字化和三維可視化的工程運維系統(tǒng)進行集成處理，多方協(xié)調，制定完善的工程項目養(yǎng)護方案，利用科學合理的養(yǎng)護措施維護路橋工程的質量，避免發(fā)生工程項目的質量問題[6]。

3 BIM技術在路橋施工企業(yè)中的發(fā)展趨勢

3.1 數(shù)字化發(fā)展

企業(yè)在應用BIM技術的過程中，為提升技術應用效果，需利用數(shù)字化技術增強BIM技術的應用水平。如圖3所示。首先，將移動技術和BIM數(shù)據(jù)信息有機整合。近年來，我國移動設備快速普及，工程項目施工和管理人員可利用移動設備在任何地點隨時獲得工程數(shù)據(jù)信息。在這種情況下，為提升BIM技術應用效果，可利用移動設備將BIM模型和模擬的內容，發(fā)送給現(xiàn)場的施工部門和施工人員，使施工人員能夠按照模型內容和施工方案進行高質量施工。其次，將BIM技術和數(shù)字化捕捉技術有機整合。在現(xiàn)場施工的過程中，采用航拍設備與激光設備等進行路橋工程的掃描，獲得相關數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)輸入BIM系統(tǒng)，提升模擬仿真的效果。最后，將BIM技術和數(shù)字化傳感器技術結合。在路橋工程施工現(xiàn)場，采用傳感器設備進行各個施工工序和外界環(huán)境的監(jiān)控，將傳感器采集的數(shù)據(jù)匯總輸入BIM系統(tǒng)，為三維模擬施工工作的有效開展提供保障[7]。

圖3 路橋施工中BIM技術的數(shù)字化發(fā)展

3.2 智能化發(fā)展

路橋施工的過程中BIM技術智能化發(fā)展，需要施工企業(yè)將智能化技術和BIM技術整合。首先，利用人工智能技術改善BIM技術的應用模式，通過智能化算法進行工程項目各類參數(shù)和數(shù)據(jù)信息的運算，保證參數(shù)和數(shù)據(jù)信息的計算準確性。其次，采用大數(shù)據(jù)技術和云計算技術等提升BIM技術應用水平，深入進行工程項目潛在數(shù)據(jù)信息的挖掘和存儲，使工程施工過程中能夠獲得非常準確和完整的數(shù)據(jù)信息，保證三維建模的可靠性和可信度。最后，在BIM技術智能化發(fā)展的過程中，根據(jù)工程項目的特點和情況，通過人工智能技術和智能化的模型，不斷進行BIM三維模型的整改和優(yōu)化，確保三維模型在工程項目施工中的應用效果，提升工程模擬施工水平[8]。

4 結語

綜上所述，該次研究主要是分析BIM技術在路橋施工企業(yè)中落地應用的效果。路橋施工企業(yè)在工程設計、施工、管理的過程中，采用BIM技術，能夠深經(jīng)設計工作，改善勘測效果，精準定位和檢測，確保物料統(tǒng)計的合理性，因此可認為BIM技術在路橋施工企業(yè)中的落地應用具有一定價值。為確保BIM技術在企業(yè)中的良好應用，在未來發(fā)展的過程中，應重點進行BIM技術的數(shù)字化和智能化改革，提升工程項目施工建設水平。