（新疆交通規(guī)劃勘查設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

一、BIM技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）國(guó)內(nèi)外關(guān)于BIM技術(shù)的研究

建筑信息化模型（BIM）)作為數(shù)字建筑技術(shù)中出現(xiàn)的新概念、新理念和新技術(shù)，使傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式、管理流程發(fā)生了變化。建筑技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，需要多個(gè)行業(yè)、組織圍繞一項(xiàng)特定的任務(wù)組成臨時(shí)性聯(lián)盟開(kāi)展協(xié)同合作。而B(niǎo)IM技術(shù)則為各方的協(xié)作提供了一個(gè)良好的平臺(tái)（如圖1所示），不僅提高了信息流通的效率和項(xiàng)目人員的工作積極性，也在一定程度上實(shí)現(xiàn)了縮短工期、節(jié)約成本、提高項(xiàng)目質(zhì)量的目標(biāo)，促進(jìn)了決策流程和成本控制的優(yōu)化。未來(lái)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的信息化、精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)綠色建造和智能化建造，是建造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然趨勢(shì)和要求。

圖1.BIM應(yīng)用項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用。Arno，S.and Frank將BIM的信息集成與建筑物能量計(jì)算相結(jié)合，利用BIM技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行能源績(jī)效評(píng)價(jià)，輔助建筑決策；Hamid將RFID及3D激光掃描與BIM技術(shù)相結(jié)合，研究項(xiàng)目的實(shí)時(shí)信息管理；張建平等人結(jié)合我國(guó)項(xiàng)目施工的實(shí)際情況，將4D技術(shù)應(yīng)用到BIM技術(shù)中，提出了一套包含系統(tǒng)流程、技術(shù)架構(gòu)、應(yīng)對(duì)措施的BIM技術(shù)應(yīng)用整體實(shí)施方案；何清華結(jié)合國(guó)內(nèi)外主流BIM軟件的應(yīng)用情況，分析BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的主要應(yīng)用障礙，提出了促進(jìn)BIM技術(shù)實(shí)施的建議。

BIM技術(shù)的引入給施工管理，尤其是生產(chǎn)組織模式和管理方式帶來(lái)了很大的便利。BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)同與溝通，不僅提高了工作效率和項(xiàng)目管理的質(zhì)量，還降低了施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）BIM技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在我國(guó)起步較晚，但引進(jìn)以后便迅速發(fā)展。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)研發(fā)的基于云技術(shù)、GIS技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT）于一體的BIM綜合管理平臺(tái)——施工綜合管理云平臺(tái)（Civil Station Construction，簡(jiǎn)稱(chēng)“CSC”）不僅能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，還能將工程項(xiàng)目模型化、信息化、數(shù)據(jù)化，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理集成化、智能化，滿(mǎn)足項(xiàng)目安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本的管理需求。

目前，工程建設(shè)行業(yè)正在應(yīng)用的BIM技術(shù)和BIM相關(guān)軟件主要有Autodesk Revit、ArchiCAD、Revit、Bentley、Digital Project、CATIA等。工程信息在利用BIM模型的軟件和BIM核心建模軟件之間流動(dòng)，共同為項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)。這些軟件涵蓋了BIM方案設(shè)計(jì)、模型創(chuàng)建、結(jié)構(gòu)分析、可視化、碰撞檢查、動(dòng)態(tài)模擬、施工進(jìn)度、質(zhì)量控制、造價(jià)管理、運(yùn)營(yíng)管理等工程的方方面面。類(lèi)似于制造業(yè)已經(jīng)普遍應(yīng)用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM），上述軟件都是BIM技術(shù)深入普及應(yīng)用的結(jié)果。

二、BIM技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用

（一）BIM讓橋梁設(shè)計(jì)更高效

在交通行業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)工作中，常規(guī)橋設(shè)計(jì)占有相當(dāng)大的比例，其設(shè)計(jì)效率在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中占有重要地位，而傳統(tǒng)的建模方法又難以實(shí)現(xiàn)高效的設(shè)計(jì)。BIM軟件可隨時(shí)修改、全關(guān)聯(lián)精確的模型，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。以往，設(shè)計(jì)工程師需要2天才能完成一座常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)，使用BIM軟件（CSD）后半天內(nèi)即可完成，設(shè)計(jì)效率成倍提高。CSD中內(nèi)置了2014版國(guó)家通用圖集里的上部主梁標(biāo)準(zhǔn)圖，包括空心板、T梁、小箱梁；各種現(xiàn)澆箱梁以及幾乎涵蓋公路、市政領(lǐng)域所有的常見(jiàn)下部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖。軟件可根據(jù)縱斷面定義橋的中心樁號(hào)及縱斷面情況進(jìn)行布跨設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)化的跨徑以及墩臺(tái)位置；快速設(shè)定橋梁上部標(biāo)準(zhǔn)圖、每個(gè)墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的下部標(biāo)準(zhǔn)圖，高效地完成一座常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)；查看該橋所有構(gòu)件及其三維模型，并可局部放大；此外，還可根據(jù)需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)做局部或整體的統(tǒng)一調(diào)整。

（二）BIM技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用案例

鳊魚(yú)洲長(zhǎng)江大橋位于長(zhǎng)江下游，北側(cè)位于湖北省黃岡市黃梅縣，南側(cè)位于江西省九江市。鳊魚(yú)洲大橋在建造過(guò)程中應(yīng)用了“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”技術(shù)，并成功開(kāi)創(chuàng)了多項(xiàng)信息化手段，以BIM模型為信息載體，搭建了“數(shù)字工地”。針對(duì)項(xiàng)目橋位段水流速度較快的特點(diǎn)，項(xiàng)目部建立了河床沖刷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還將項(xiàng)目模型嵌入BIM平臺(tái)。通過(guò)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能從系統(tǒng)中看到自動(dòng)生成的實(shí)際河床線(xiàn)，初始河床與當(dāng)前河床、當(dāng)前河床與鋼管樁基礎(chǔ)的標(biāo)高關(guān)系。此外，項(xiàng)目人員還設(shè)定了沖刷限值，當(dāng)沖刷超限時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警示，并提醒項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人采取相應(yīng)措施，確保施工安全。

此外，項(xiàng)目的工期、完成情況、質(zhì)量問(wèn)題以及施工現(xiàn)場(chǎng)影像資料都可實(shí)時(shí)上傳到BIM云平臺(tái)中。管理人員既可在平臺(tái)上實(shí)時(shí)查看工程進(jìn)度，又實(shí)現(xiàn)了建造過(guò)程痕跡保留，保障了項(xiàng)目管理的透明、公開(kāi)、高效，提升了項(xiàng)目管理水平。此外，項(xiàng)目人員還可以通過(guò)BIM軟件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，有效地優(yōu)化施工方案和工期。

三、BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在國(guó)外起步較早，應(yīng)用較廣，引進(jìn)我國(guó)后得到了快速普及和發(fā)展，尤其在基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用領(lǐng)域，BIM信息模型發(fā)揮了極大作用。本文梳理了BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下方面。

（一）建立高質(zhì)量的道路模型

通過(guò)利用BIM技術(shù)，道路和高速公路工程的設(shè)計(jì)模型能更快速精準(zhǔn)地建立起來(lái)，還可以輸入?yún)?shù)動(dòng)態(tài)更新模型。最重要的是，在創(chuàng)建模型過(guò)程中還會(huì)形成一些通用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并形成族庫(kù)，方便下次調(diào)用。如在建立平面交叉路口模型時(shí)，可輕松調(diào)用軟件自帶構(gòu)件，如斑馬線(xiàn)、紅綠燈、車(chē)道、交通島等組件，快速建立模型，并且方便后期修改。

（二）快速完成工程量計(jì)算與分析

現(xiàn)有曲面和設(shè)計(jì)曲面之間的土方量可利用平均斷面算法快速求得。通過(guò)試算填挖距離及土方調(diào)配可得到土方計(jì)算表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，可確定取、棄土場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)分界點(diǎn)及最優(yōu)位置。同時(shí)，還可以從道路模型中提取實(shí)時(shí)工程材料種類(lèi)及數(shù)量，對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行及時(shí)分析和控制，縮短工期，提高工作效率。

（三）自動(dòng)生成施工平面圖

首先，根據(jù)收集到的外部參考信息可生成多個(gè)圖紙的草圖。其次，提取模型中的信息生成道路橫斷面圖、縱斷面圖和土方施工圖，同時(shí)自動(dòng)標(biāo)注相關(guān)參數(shù)。當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí)，施工圖也可以實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。此外，圖幅線(xiàn)可以根據(jù)路線(xiàn)走向自動(dòng)布局，對(duì)路線(xiàn)平、縱面進(jìn)行劃分，同時(shí)生成相關(guān)圖例。

四、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用是建筑領(lǐng)域的一次重大變革，隨著社會(huì)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，綠色建筑、集約經(jīng)濟(jì)必將成為未來(lái)建筑行業(yè)的主流。因此，推動(dòng)BIM技術(shù)在公路工程中的高效化、精細(xì)化、全面化應(yīng)用，對(duì)建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)既是一次挑戰(zhàn)，也是一次前所未有的機(jī)遇。