于明江

（北京中交通達路橋工程有限公司， 北京 100102）

1 道路橋梁工程施工難點分析

1.1 工程類專業(yè)領域涉及面廣

建設道路和橋梁工程根據所處的復雜環(huán)境和不同的工程設計而需要運用到多項領域中的技術，比如水下環(huán)境、隧道設計、鋼纜斜拉式橋梁設計，都需要不同領域的工程技術支持，而多種多樣的環(huán)境和復雜的設計又讓施工的質量標準和材料的標準難以統(tǒng)一。

1.2 施工現(xiàn)場環(huán)境因素的不可控性

橋梁及道路工程的覆蓋距離長，極易遇到一些惡劣的施工環(huán)境如易滑坡土質、凍土基、軟泥基等難以施工的地質結構，另外施工環(huán)境多是空曠的露天場所。施工場景的濕度、溫度、以及沙塵都是對施工不利的不可控因素。即使是在相同的工藝和技術標準的情況下，也很難對施工進行統(tǒng)一的組織。

2 BIM 三維施工模型對施工的優(yōu)化

BIM 是設計師通過3D 建模技術來對設計方案進行建模。在立體的模型中，每一個角度都可以被查看。所有未來施工過程中可能產生的配件沖突都可以很好的展示以便排除檢測。

2.1 多角度可視化

通過立體建模技術能夠預見尚未出現(xiàn)的事物，有助于加強構件和整體之間的聯(lián)系。利于獲得施工人員的反饋。還能分層、分步驟的展示整個建造過程。更有利于進行預算評估。全方位的效果展示也更利于施工中的溝通與策劃。

2.2 多方協(xié)調合作

隨著工程的進展，整體進度的持續(xù)深化，對各專業(yè)各領域的工作合作要求也逐漸提高，立體的數字信息更有利于施工人員的多方協(xié)作。通過共享個整合多人項目中的信息，使整個工程進度更容易協(xié)調安排，避免施工進度上的沖突。

2.3 高擬真度的數據模型

BIM 除了能對工程造型上的視覺幾何造型外形上的模擬以外，還能夠對其功能、構件的機械強度、力學性能等進行模擬，通過這種數字信息技術不僅可以對施工現(xiàn)場的步驟和操作流程進行模擬，還能夠合理地制定操作方案，并通過模擬可能出現(xiàn)的情況來制定應對的方式。

2.4 參數模擬的多元化

通過BIM 數字建?？梢躁P聯(lián)草圖中的各項圖元，牽一發(fā)而動全身，當某一個參數被修改后整體模型都可以做出相應的調整來優(yōu)化模型。而且隨時可以通過數據模型來輸出多視角的平面圖紙。在可視化環(huán)境下進行重新修改調整可以避免很多尚未發(fā)生的問題。

3 BIM 數字模型技術在工程中實用的價值

3.1 BIM 技術在工程流程中的價值

橋梁的施工是一個復雜的過程，隨著進度的不斷地推進，工程復雜程度等也在不斷提升，管理的難度也隨之增加。通過立體可視的BIM 模型，按照工作的流程順序進行分析。例如施工前的各項深化檢驗，模擬建造進度，以及工程成品在應對極限條件如自然災害時的表現(xiàn)等。將整個工程的數據信息都整合化、平臺化，就可以對可能出現(xiàn)的問題來制定合理的應對措施，從而提高工作效率和應急能力。

3.2 BIM 技術在施工前的應用

通過三維模型我們可以在施工前進行各項可視化演算，例如碰撞試驗，從而對施工方案進行優(yōu)化。過去的圖紙施工方案中不同領域的工程隊之間互不干擾，而通過BIM 技術我們可以提前發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的沖突問題.。BIM 數字模型中每一個部件都有其對應的數字信息來指代。使用數字信息進行演算實驗將會使預算大大減少。數字模型還可以對實驗結果進行評估，提供準確的實驗數據報告，然后對演算中的錯誤進行修改，對模型進行優(yōu)化?？梢杂嬎愎こ棠Ｐ驮趯嶋H運用中如車流量、承載能力等進行評估，從而計算出其他的性能數據。通過大量的預演計算來進行數據輸出，為工程質量提供保障。

3.3 在工程項目施工中BIM 的應用

通過BIM 技術建模我們可以量化其體積參數（空間參數）、時間參數并能預估出預算參數，通過這些參數我們可以更容易地對工程的進度和質量進行把控，能更好的控制預算流量。提高管理的效率節(jié)約時間和預算成本。

橋梁和道路項目的性質特殊，工程的質量、安全系數是硬性要求，需要嚴格的把關控制，國內目前大多數工程項目依然使用工程計劃作圖編制進度，通過數字和文字標注說明，可是這種方式依然很難讓施工人員直觀地了解到工程進度以及各部件的組合形式構成關系。而BIM 工程模型則可以通過綜合數據框架，模擬施工進程從而在成本、材料、資源等方面進行規(guī)劃和調整。優(yōu)化工程的進度細節(jié)。

3.4 BIM 技術在施工后的應用

在道路和橋梁工程中，安全是最重要的一條。然而為了節(jié)約施工成本，很多情況下我國的施工單位會忽視工程后期的質量監(jiān)測和管理。如果應用了BIM 模型技術就可以通過立體數字模型來監(jiān)督驗收信息，做到實時將信息反饋給互聯(lián)網平臺。每個工程項目及其構件都有其獨特的身份代碼，所以驗收階段的質檢和抽檢過程將會得到監(jiān)督，質檢水平將會被嚴格控制。

4 BIM 技術實際應用的案例

4.1 案例概況

某道路橋梁施工項目處華北地區(qū)平原地帶，城鎮(zhèn)人口密集分部，亞熱帶季風氣候，高速公路橋梁工程，全橋長540M，寬度采用雙向六車道的設計標準，5.5米長通行凈空，預應力箱梁是由鋼筋混凝土組成，橋墩采用柱式結構。

4.2 根據BIM 技術進行布置優(yōu)化

通過BIM 三維設計圖紙，將整個工程分別拆解成組、單個組成部件、部件配筋等，然后再堆工程現(xiàn)場腳手架位置進行布置設計，對梁的箱型結構、橋墩的樁位等進行優(yōu)化設計，再輸出平面施工圖，所有的技術在可視化的情況下交接。然后結合周邊場地和場景環(huán)境，對施工區(qū)域進行規(guī)劃。按照梁的預制生產區(qū)、橋體位置、材料堆放區(qū)等進行規(guī)劃，確定車輛進出路線、以及緊急情況臨時水電方案。因為該橋梁的設計的結構比較簡單，在場地布置上我們也采用的簡潔布置。

4.3 BIM 技術優(yōu)化管理和驗收流程

基于BIM 技術體系我們將施工單位人員通過專業(yè)領域和施工流程劃分為三個等級：普通質量把控級、重要質量把控級、關鍵質量把控級。

在驗收環(huán)節(jié)中由工程設計單位、施工總承包商、工程業(yè)主和勘測部門、質量監(jiān)測部門等對整體施工進行分別評定，再綜合評定結果。

著重通過對重要質量把控級和關鍵質量把控級的工作成果進行驗收以便確保工程的安全性能。

5 結語

本文通過歸納BIM 實體數字建模技術在道路橋梁工程項目中的可行性，結合實際案例驗證其對施工重難點及實際效果的積極影響。通過立體空間模型的搭建對施工場地進行布置優(yōu)化，通過數據的實時演算對工程進度進行模擬和評估。通過高精度的模型，逐漸深化設計方案，通過量化和細化數據模型來提高演算精確度，從而降低工程的風險等級，對工程的安全、質量、以及材料進行把控，通過數據演算進行各項破壞性和極限性能測試。從而節(jié)約工程成本。通過預算推演功能對可能出現(xiàn)的偏差和潛在風險進行預警。對出現(xiàn)的偏差及時作出調整，實現(xiàn)施工過程精細化管理； 通過施工后在質量驗收、災害應急中應用 BIM 技術，可以加強質檢的全面性、規(guī)范化，識別已發(fā)生或潛在的突發(fā)事件，迅速確定具體位置，及時處理應急情況。