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        BIM 技術(shù)在橋梁工程施工階段的應(yīng)用及其優(yōu)勢

        2020-03-29 06:27:32余擁華
        工程建設(shè)與設(shè)計 2020年3期
        關(guān)鍵詞:工程信息模型

        余擁華

        (安徽升建工程管理有限公司,合肥230012)

        1 BIM 技術(shù)的基本理論

        1.1 BIM 技術(shù)的基本概念

        BIM 以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),把所有的工程信息整合起來,集成了建筑工程中所有項目的相關(guān)信息,并用數(shù)字進行描述,建立一個共同的平臺,實現(xiàn)信息共享和協(xié)作處理的功能[1]。將所有工程進行信息化處理,形成了一個工程的數(shù)據(jù)庫,并且都可以進行讀取,獲取對自己有用的信息。這些信息包括建筑物結(jié)構(gòu)的尺寸、配筋以及材料等,貫穿于整個工程的生命周期。

        工程實施前,建立一個BIM 模型,這個模型不僅可以用于設(shè)計階段,還可以用于施工階段、運營管理階段,具體到工程出圖、工程量統(tǒng)計、成本計算、工程方案模擬等。

        1.2 BIM 的特征

        一個完善的信息模型,可以能夠連接施工、管理和運營各個階段,掌握不同的數(shù)據(jù)信息,形成完善的項目信息,本文通過參考多篇文獻中關(guān)于BIM 的知識,總結(jié)了BIM 的特征。

        1)模型的信息化:BIM 技術(shù)就是把建筑工程中所有的對策用參數(shù)來表示,用參數(shù)構(gòu)成建筑工程中的要求,這樣信息就不會有損失,也不會變樣,保持數(shù)據(jù)的準確性。如圖1 所示為傳統(tǒng)CAD 軟件與BIM 軟件所包含建筑信息的比較。

        2)模型的3D 參數(shù)化:三維參數(shù)化設(shè)計不同于傳統(tǒng)的CAD,他不是由點、線、面組成,而是由各種參數(shù)構(gòu)成了建筑圖像,保持了模型傳輸?shù)臏蚀_性,提高了模型的準確性,保證了施工的安全和穩(wěn)定。

        3)模型信息的完整性:模型信息都是收集工程的重要信息,然后進行整合,尤其是建筑的結(jié)構(gòu)形式和材料等,對工程的運營產(chǎn)生很大的影響,并且運用BIM 技術(shù),還可以實時地關(guān)注工程的進度和材料的使用情況,及時掌握工程的工期,對工程成本也有了很大的控制。

        圖1 傳統(tǒng)CAD 繪圖軟件與BIM 軟件所包含建筑信息的比較

        4)遵照統(tǒng)一標準:BIM 技術(shù)有共享功能,就必須遵守統(tǒng)一的標準,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確傳遞。所有使用BIM 技術(shù)都是和國際接軌的,按照國際的標準執(zhí)行,同時按照某種固定的形式,讀取現(xiàn)有的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行標準化處理,準確地傳輸?shù)较乱粋€程序。

        5)協(xié)同作業(yè):BIM 技術(shù)實施可以提高整個工程行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量,實時地對工程進行監(jiān)督,并且多行業(yè)協(xié)同作業(yè),工程中每一個專業(yè)都互相配合,一個工程的完成,需要施工單位和設(shè)計單位的配合,供應(yīng)商和施工單位的配合以及監(jiān)理和施工單位的合作,需要很多專業(yè)、很多單位都參加,這就需要各個專業(yè)和單位多配合,及時地分享最新的進展,以免由于溝通不及時造成經(jīng)濟損失,并且影響施工周期,嚴重時會造成一定的安全隱患[2]。

        2 BIM 技術(shù)在橋梁工程施工階段的應(yīng)用優(yōu)勢

        施工階段主要是和業(yè)主簽完合同到工程結(jié)束這段時間。但在橋梁工程項目實施中,每一個分部分項工作都有一定的施工順序,按照施工步驟開展的。對于橋梁工程,施工準備階段最主要的任務(wù)就是具有技術(shù)條件和物質(zhì)條件,合理地規(guī)劃場地,安排必要的人員,并且一些大型機械進場,隨時準備施工。施工準備階段BIM 的應(yīng)用主要是施工現(xiàn)場臨時設(shè)施規(guī)劃以及大型預(yù)(構(gòu))制件加工及運輸[3]。

        2.1 基于BIM 技術(shù)的施工深化設(shè)計

        深化設(shè)計就是在設(shè)計單位出具的圖紙上,結(jié)合施工的具體情況,對圖紙進行細化和補充,避免施工過程中存在的問題。在橋梁工程中,設(shè)計單位最終會出具施工圖紙,把每一個細節(jié)都畫到位、表達清楚,但由于實際情況的變化,如地基土質(zhì)發(fā)生變化等,都需要對基礎(chǔ)進行變更。

        橋梁的設(shè)計都是根據(jù)外在荷載精心計算的,如果在施工過程中不注意施工的準確性,橋梁的受力形式和傳力途徑都會發(fā)生變化,可能會發(fā)生一些安全事故,甚至?xí)蝮w產(chǎn)生很大的影響,造成一定的安全隱患。一旦利用BIM 技術(shù),將施工過程中的每一個細節(jié)都進行數(shù)據(jù)化,這樣就會大大減少圖紙交底的次數(shù),避免由于工作不到位產(chǎn)生的工作量,從而降低施工效益,延長施工周期。

        2.2 以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)對施工方案進行模擬

        在橋梁工程施工過程中,以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)對施工方案進行的模擬就是在現(xiàn)場實踐難度系數(shù)較高的工藝及過程復(fù)雜的工藝等條件下,應(yīng)用BIM 技術(shù)將圖紙、構(gòu)件以及施工現(xiàn)場等制作成建筑信息模型,同時,把工藝、計劃方案等進行有機結(jié)合并把模型制作成有指導(dǎo)作用的演示文件,從而進行模擬施工,最終達到現(xiàn)場指導(dǎo)施工的目的。橋梁三維模型和施工方案的有效結(jié)合,制訂一些特定的虛擬環(huán)境,發(fā)現(xiàn)在施工過程中會存在哪些問題。施工管理人員可以根據(jù)直觀、生動的過程進行施工模擬,并在此模擬過程中針對預(yù)制構(gòu)件的程序吊裝是否恰當、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工工序是否符合施工管理等存在的問題展開合理的探討與分析,從而完善施工方案。

        2.3 以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)進行施工現(xiàn)場的臨建規(guī)劃

        優(yōu)秀的施工企業(yè)對于施工文明安全建設(shè)的追求一直以來都是施工場地標準化建設(shè),施工單位定時地對施工現(xiàn)場進行管理,施工有順序地進行,可以節(jié)約施工單位的成本,提高企業(yè)的收益。利用BIM 技術(shù),切實建設(shè)虛擬施工現(xiàn)場環(huán)境,管理和調(diào)整場地臨時道路和不同施工設(shè)施材料的擺放位置,增加施工的目標性。另外,還可以通過建立一些虛擬的環(huán)境運行,發(fā)現(xiàn)在工作中存在的問題,及時地制訂方案進行彌補,減少錯誤的發(fā)生。

        2.4 以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)進行預(yù)制構(gòu)件的改造與傳送

        大型預(yù)制構(gòu)件在橋梁工程中應(yīng)用廣泛,大多工程項目在施工過程中局限于場地因素和經(jīng)濟因素,一般不會在施工現(xiàn)場建設(shè)一些預(yù)制場地,尤其是一些大型的工程,預(yù)制構(gòu)件都很大,所占的空間和質(zhì)量都很大,也由此能看出運輸預(yù)制構(gòu)件的困難程度,因而很多施工企業(yè)傾向于在預(yù)制構(gòu)件廠商中進行定制或直接采購已生產(chǎn)構(gòu)件。然而當前設(shè)計部門與預(yù)制構(gòu)件廠商存在的主要問題是雙方缺少足夠的交流,構(gòu)件廠商在生產(chǎn)過程中遇到的不解在通過施工企業(yè)傳送給設(shè)計部門的期間往往出現(xiàn)延期、誤傳以及施工企業(yè)變化等情況,這些都在不同程度上對預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)品效能產(chǎn)生影響。BIM 技術(shù)可以為預(yù)制廠商提供很多信息,提高廠商的工作效率和準確性。首先,設(shè)計部門和施工企業(yè)依據(jù)框架協(xié)議,有權(quán)將參數(shù)變化和現(xiàn)狀需求通過端口的傳送給預(yù)制構(gòu)件廠商,實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享;其次,通過BIM 模型實現(xiàn)構(gòu)件詳細資料的三維重現(xiàn),這樣預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)商就能準確獲得構(gòu)件的信息,工作中也不會犯一些由于交流不順暢產(chǎn)生的誤差,從而達到企業(yè)的可視化標準。

        2.5 施工實施階段中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

        國內(nèi)施工行業(yè)未來的發(fā)展趨勢為以信息化和精準化帶動該行業(yè)的工業(yè)化管理,倘若在施工準備階段就對施工作業(yè)模型進行建設(shè),那么,在橋梁施工實施階段就能有效與BIM 管理技術(shù)進行一定的結(jié)合,從而做到對施工過程中的進度調(diào)控和資源改善,科學(xué)安排施工進度,及時發(fā)現(xiàn)問題,并制訂準確的解決方案,從而減少工程周期,節(jié)約成本。此外,將施工現(xiàn)場進程與優(yōu)化后的施工策劃進行比較,切實做到人力、設(shè)備、材料、標準、環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配置,對工程造價和施工進程進行調(diào)控,故而BIM 技術(shù)能夠幫助施工人員及時有效地發(fā)現(xiàn)過程中的安全和質(zhì)量問題,加快建筑施工行業(yè)工業(yè)化進程速度。

        3 結(jié)語

        BIM 技術(shù)在橋梁工程中的施工模擬、構(gòu)件運輸、造價管理和質(zhì)量管理等方面發(fā)揮了巨大的作用。通過把BIM 技術(shù)運用到橋梁工程施工過程中,掌握施工中出現(xiàn)的問題,及時地提出解決措施。建筑信息模型化不僅可以實時地對工程進行掌控,保證工程質(zhì)量和工期的完成,同時,還能夠及時地發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行模擬光照等,經(jīng)過分析BIM 技術(shù)在橋梁工程施工過程中的作用,發(fā)現(xiàn)建筑信息模型化可以促進建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型,加快建筑行業(yè)規(guī)范化的進程,提高工作質(zhì)量和公司競爭力。因此,發(fā)展BIM 技術(shù),對整個工程技術(shù)的發(fā)展起到很大的促進作用。

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