姚曉琴

（福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院土木工程系，福州 350002）

BIM（Building Information Modeling，建筑信息化模型）技術(shù)是將工程項(xiàng)目在全生命周期中各個(gè)不同階段的工程信息、過(guò)程和資源集成在一個(gè)模型中，通過(guò)三維數(shù)字技術(shù)模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，為工程設(shè)計(jì)和施工提供相互協(xié)調(diào)、內(nèi)部一致的信息模型，從而降低工程生產(chǎn)成本，保障工程按時(shí)按質(zhì)完成的技術(shù)［1］。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠提升工程建設(shè)的效率和質(zhì)量，得到了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可，并且積極應(yīng)用于市政路橋的設(shè)計(jì)建設(shè)中[2]。BIM技術(shù)展現(xiàn)的是建筑模型，通過(guò)模擬真實(shí)的建筑活動(dòng)來(lái)展現(xiàn)實(shí)際建筑物的狀態(tài)。BIM技術(shù)也被稱作建筑信息技術(shù)，是信息技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。BIM技術(shù)的發(fā)展和廣泛運(yùn)用，越來(lái)越多的建筑工程得以用生動(dòng)形象的動(dòng)態(tài)方式展現(xiàn)給設(shè)計(jì)和施工人員，使從事該工程建設(shè)的設(shè)計(jì)和施工人員能夠更加直觀地了解和掌握建筑物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，從而提高建筑施工的質(zhì)量和效率。BIM技術(shù)具有完整性，能夠整體的、完整的呈現(xiàn)建筑物的建設(shè)過(guò)程以及成果。同時(shí)，BIM技術(shù)還具備可出圖性、可視化以及可模擬等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代建筑行業(yè)之中，以此來(lái)提高建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著我國(guó)市政建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，市政路橋設(shè)計(jì)與施工中越來(lái)越多地運(yùn)用并創(chuàng)新BIM技術(shù)。在工程實(shí)踐中，如何更好地運(yùn)用BIM技術(shù)，進(jìn)一步解決市政路橋建設(shè)在地理位置、材料供給、實(shí)施可行性及經(jīng)濟(jì)性等方面存在的問題，提高市政路橋的建設(shè)質(zhì)量，是一個(gè)值得探討的課題。

1 BIM應(yīng)用于市政路橋設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1.1 明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式不可避免的會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)，使建設(shè)設(shè)計(jì)的成果達(dá)不到理想的狀態(tài)[3]。而BIM技術(shù)是將建立一個(gè)三維數(shù)字化的信息模型，也就是工程完成之后的樣子，在一定程度上真實(shí)地反映了設(shè)計(jì)意圖。此外，BIM技術(shù)還具有容易設(shè)計(jì)自定義參數(shù)組件的特性，因此能夠清楚描述出相對(duì)復(fù)雜的問題。

1.2 強(qiáng)大的分析和模擬能力

BIM技術(shù)的又一大優(yōu)勢(shì)是具有強(qiáng)大的分析和模擬能力，在設(shè)計(jì)階段就能夠通過(guò)相關(guān)的技術(shù)展現(xiàn)出工程完成后的樣子，然后根據(jù)展現(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)不足的地方加以改正和完善。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程問題，避免問題的擴(kuò)大化，有利于高效快速地完成施工建設(shè)。BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)成果是三維模型，相對(duì)于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模型而言，具有較高的自動(dòng)性。而且，BIM技術(shù)還包含了較豐富的信息，能夠?yàn)榉治瞿M提供更多的有效數(shù)據(jù)，從而得出精確的結(jié)論。

1.3 提高協(xié)同能力

隨著市政路橋工程建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高，設(shè)計(jì)的內(nèi)容也越來(lái)越復(fù)雜，兩三個(gè)人就能完成項(xiàng)目是不可能的了，這就需要更多的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行緊密的協(xié)作，同時(shí)也要求設(shè)計(jì)工具具有協(xié)同能力[4]。因此，BIM技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生。在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式中，不同的設(shè)計(jì)人員之間的協(xié)作需要通過(guò)分圖層進(jìn)行粘貼復(fù)制來(lái)完成，而這種方式只能解決較低層次的協(xié)同問題，對(duì)于更加精細(xì)的協(xié)作就顯得力不從心。而BIM技術(shù)，有效地解決了這個(gè)問題。除了單位之間的協(xié)同，BIM技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)不同社會(huì)分工部門之間的協(xié)同，從而達(dá)到最好的社會(huì)效益。

2 市政路橋設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 市政路橋建設(shè)場(chǎng)地選取

無(wú)論哪種建筑工程都需要選取一個(gè)合適的場(chǎng)地，市政路橋的建設(shè)也不例外。為了使市政路橋建設(shè)能夠更加合理科學(xué)，BIM技術(shù)的應(yīng)用就必不可少。BIM技術(shù)能夠有效了解和掌握?qǐng)龅氐膶?shí)際情況，然后對(duì)相應(yīng)的場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)分析，如若適合，就可以進(jìn)行真實(shí)的場(chǎng)地模擬。因此，在建設(shè)場(chǎng)地中運(yùn)用BIM技術(shù)能夠有效地掌握?qǐng)龅氐膶?shí)際情況，并且準(zhǔn)確地分析出路橋建筑物和場(chǎng)地的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而確保建筑設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行，提高市政路橋設(shè)計(jì)科學(xué)化程度，減少實(shí)際操作過(guò)程中的問題。

2.2 市政路橋規(guī)劃設(shè)計(jì)

在市政路橋的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要以科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的信息和數(shù)據(jù)作為依據(jù)，然而面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，一般的設(shè)計(jì)規(guī)劃已經(jīng)不能夠滿足相關(guān)的要求[5-6]。因此，BIM技術(shù)在市政路橋規(guī)劃設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。這種技術(shù)能夠詳細(xì)分析建筑物的空間標(biāo)準(zhǔn)，得出具體的數(shù)據(jù)，以此來(lái)保證建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，并能極大縮短建設(shè)設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高施工效率和質(zhì)量，保障設(shè)計(jì)與施工的工作價(jià)值，增強(qiáng)市政路橋建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 市政路橋設(shè)計(jì)方案論證

每一個(gè)建筑方案擬定之后，都需要進(jìn)行可行性論證，以此來(lái)保證該建筑工程的順利施工，提高該工程的施工質(zhì)量和效率，使建筑施工能夠達(dá)到方案擬定時(shí)所期望的效果。BIM技術(shù)在市政路橋設(shè)計(jì)方案論證中具有非同尋常的作用。該技術(shù)能夠在第一時(shí)間反映出建筑施工的所有實(shí)際情況，如果出現(xiàn)未曾預(yù)料的問題，就可以被工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，避免造成更嚴(yán)重的損失。

2.4 三維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)圖紙一般是平面圖紙。但是，平面圖紙并不能很好地展現(xiàn)立體建筑物的實(shí)際情況，在一定程度上存在缺陷，可能影響工程施工的質(zhì)量和效率。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以為設(shè)計(jì)人員和施工人員提供一個(gè)直觀的三維圖形，方便工作人員及時(shí)了解施工前后的實(shí)際效果，并且能夠?yàn)楹笃诜桨柑峁┯行У膮⒖夹畔⒑鸵罁?jù)，在一定程度上降低了與用戶之間的矛盾。

2.5 市政路橋協(xié)作設(shè)計(jì)

市政路橋的設(shè)計(jì)建設(shè)不是單獨(dú)一個(gè)部門或者一種技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)的，該建筑設(shè)計(jì)需要有很多專業(yè)的內(nèi)容和技術(shù)，也需要多個(gè)部門共同合作完成。因此，BIM技術(shù)的運(yùn)用就能夠充分發(fā)揮協(xié)作設(shè)計(jì)的作用，不同的部門需要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，將所有需要設(shè)計(jì)的專業(yè)內(nèi)容融合在一起，得出非常專業(yè)性的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)然，在該過(guò)程中，需要有高水平的、專業(yè)的設(shè)計(jì)人員。市政路橋設(shè)計(jì)建設(shè)需要BIM技術(shù)進(jìn)行多領(lǐng)域協(xié)作，以此保證工程施工的便利性和順利性。

2.6 以浙江省三門灣大橋及接線工程為例分析BIM在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

圖1為浙江省三門灣大橋及接線工程的三維模型。

圖1 浙江省三門灣大橋及接線工程的三維模型

浙江省三門灣大橋及接線工程連接浙江省象山港大橋及接線工程終點(diǎn)，路線南行過(guò)寧?？h、三門縣，接浙江省臺(tái)州灣大橋及接線工程，路線全54.493 km。全線有6座互通立交，全長(zhǎng)13 437 m，橋梁總面積共計(jì)2.7×105m2。圖2是該項(xiàng)目的效果圖。實(shí)踐表明，運(yùn)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)效率提高了3倍以上。

圖2 項(xiàng)目效果圖

3 市政路橋設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用展望

綜上所述，對(duì)于市政路橋設(shè)計(jì)建設(shè)而言，BIM的處理技術(shù)是非常關(guān)鍵的步驟；對(duì)于BIM技術(shù)來(lái)說(shuō)，選擇合適、科學(xué)的施工工藝，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕芽孛恳粋€(gè)施工流程，是工程建設(shè)的重中之重。當(dāng)然，在整個(gè)施工過(guò)程中，需要不斷提高施工人員的責(zé)任意識(shí)及技術(shù)操作水平，使他們嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故和重大的質(zhì)量缺陷。道路建筑行業(yè)巨大的發(fā)展空間，對(duì)市政路橋設(shè)計(jì)建設(shè)提出了更高的要求。在此背景下，市政路橋設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)有了更加廣闊的市場(chǎng)。當(dāng)然，在BIM技術(shù)的發(fā)展完善過(guò)程中，還需要不斷采取新的措施，為后續(xù)的應(yīng)用和推廣提供充足的技術(shù)支持。

3.1 建立相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前，BIM技術(shù)發(fā)展非常迅速，被廣泛應(yīng)用于市政路橋設(shè)計(jì)中。在運(yùn)用BIM技術(shù)的工程技術(shù)人員中，有的可以非常嫻熟地運(yùn)用這一技術(shù)，有的則可能顧此失彼，出圖效果自然不同，勢(shì)必增加了BIM技術(shù)的交流難度，降低了設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上阻礙了BIM技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)和創(chuàng)新。為了避免這種狀況的發(fā)生，加強(qiáng)BIM技術(shù)的流動(dòng)性研究，完善設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)定，必須建立相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在眾多軟件中挑選出最符合市政路橋設(shè)計(jì)要求的軟件，以此促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展，為BIM技術(shù)更廣泛的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 提高BIM技術(shù)的兼容性

目前，我國(guó)市政路橋設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)還存在許多較為突出的問題。為了促進(jìn)市政路橋設(shè)計(jì)建設(shè)能力的發(fā)展，需要不斷解決BIM技術(shù)在市政路橋設(shè)計(jì)中存在的問題。為此，要大力推進(jìn)BIM技術(shù)在其他領(lǐng)域規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用，通過(guò)大面積的使用BIM技術(shù)，提高BIM技術(shù)收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息的能力。此外，還要進(jìn)一步提高BIM技術(shù)中關(guān)于地形、地貌、地質(zhì)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的精確度，避免因數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)失誤而導(dǎo)致整個(gè)施工工程質(zhì)量和安全性的降低。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)積極地與其他先進(jìn)技術(shù)接軌，不斷融合新技術(shù)，進(jìn)一步提高BIM技術(shù)的兼容性。例如，還可以將BIM技術(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合，以此來(lái)擴(kuò)大BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.3 加大人才培養(yǎng)力度

雖然市政路橋設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用，有良好的發(fā)展空間，但是，該技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用時(shí)間還較短，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全建立，更缺少專業(yè)技術(shù)人才。人才是技術(shù)發(fā)展的主體，只有依靠大批高質(zhì)量的科技人才才能促科技的發(fā)展。為了減少人才因素對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的制約，必須大力加強(qiáng)人才培養(yǎng)，通過(guò)采取各種行之有效的方法培養(yǎng)造就一大批專業(yè)性人才，不斷提升既有技術(shù)人才的專業(yè)素養(yǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市化建設(shè)還處于發(fā)展階段，對(duì)于市政路橋建設(shè)而言，BIM技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。當(dāng)前，我國(guó)城市建設(shè)已經(jīng)由量的增加轉(zhuǎn)化為質(zhì)的提升，市政建設(shè)對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量要求越來(lái)越高，因此更加需要BIM技術(shù)的廣泛支持。雖然BIM技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中還有一些不夠完善的地方，但市政路橋設(shè)計(jì)走向BIM技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以，相關(guān)部門應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，明確BIM技術(shù)在市政路橋建設(shè)中的重要地位，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在市政路橋設(shè)計(jì)中的強(qiáng)大功能優(yōu)勢(shì)，為市政路橋設(shè)計(jì)提供科學(xué)性和安全性的保障。