稅 寧 波， 文 穎

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個完善的信息模型能夠連接建筑項目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，已被建設(shè)項目各參與方普遍使用。

BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設(shè)項目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享。BIM建筑信息模型同時又是一種應(yīng)用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法，韓灘雙島大橋采用這種方法建造集成管理環(huán)境，使該工程建設(shè)在其整個進程中顯著提高了施工效率并大量減少了施工風(fēng)險。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在橋梁施工領(lǐng)域，國內(nèi)外在施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)的橋梁并不多。國外的摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋、國內(nèi)的北盤江特大橋和吉水贛江二橋項目采用的BIM技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)計優(yōu)化階段，具體體現(xiàn)在數(shù)字化建模、預(yù)拼裝以及三維模型的差錯漏碰檢查。其在施工階段的應(yīng)用，尤其是與施工管理緊密結(jié)合的實例則相對較少。而韓灘雙島大橋BIM技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字化建模、預(yù)拼裝的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了施工管理與現(xiàn)場生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)了對施工過程的超前管理，在降低施工成本的同時也極大地減小了該橋的施工安全風(fēng)險[1]。

3 BIM技術(shù)在韓灘雙島大橋建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 碰撞檢查

檢查的模型對象可以分為鋼筋間碰撞、鋼筋與建筑和結(jié)構(gòu)的碰撞、結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的碰撞以及結(jié)構(gòu)與預(yù)埋件之間的碰撞等。另外，在施工模型中，可以模擬搬運安裝路徑，檢查吊裝過程碰撞、運輸過程碰撞、安裝空間碰撞等[2]。

檢測模型之間是否已經(jīng)發(fā)生碰撞或即將發(fā)生碰撞；檢查模型之間是否滿足特定間距要求；報告和展示模型發(fā)生碰撞的位置點或不能滿足特定間距要求的位置點或疑似問題點。

3.2 施工工程的籌劃模擬

應(yīng)用于施工場地布置。對現(xiàn)場資源配置、道路等進行模擬，預(yù)先熟悉施工現(xiàn)場，保證施工布置滿足要求。

應(yīng)用于施工方案優(yōu)化比選。結(jié)合實際情況制定不同的施工方案及對應(yīng)時間，對方案進行動態(tài)模擬：驗證各個方案時間的合理性，選擇最優(yōu)方案；發(fā)現(xiàn)方案中涉及到的工程施工沖突、不合理等特殊情況的部位，并據(jù)此制定專項方案應(yīng)對。通過施工方案模擬，確保工程籌劃具有可實施性及指導(dǎo)價值。

應(yīng)用于資源配置[3]。根據(jù)施工方案及主體工程量對工程機械設(shè)備、人員等進行合理配置(表1)。

表1 施工方案模擬數(shù)據(jù)信息表

根據(jù)設(shè)計模型的虛擬建造過程選擇并確定具有可實施性、合理的工程籌劃。

3.3 施工專項方案仿真

對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜斷面、鋼筋及預(yù)埋件等施工工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)形式特殊或?qū)I(yè)施工交叉密集的工程進行施工工序模擬。模擬的內(nèi)容主要為施工方法及施工次序。

為便于技術(shù)人員、施工工人等直觀掌握工程各階段的施工內(nèi)容及施工要點，對重難點施工專項方案采用數(shù)字仿真技術(shù)進行輔助論證，結(jié)合工程經(jīng)驗進行優(yōu)化；采用三維交互模式對施工難度高、施工過程復(fù)雜的工序或工藝進行輔助技術(shù)交底，確保將施工關(guān)鍵技術(shù)、質(zhì)量要求、安全措施等向施工班組進行全面、清晰、直觀形象的展現(xiàn)。

3.4 輔助決策管理

BIM在該項目的輔助決策管理通過兩個方面實現(xiàn)[4]：第一，從項目實際出發(fā)，充分考慮施工組織的經(jīng)濟性、合理性、安全性、適用性并基于現(xiàn)有施工資源狀況，通過信息化手段自動編制和輸出該項目的施工進度計劃；第二，基于施工圖的施工作業(yè)顆粒度建立BIM模型，并結(jié)合工程施工進度計劃、施工資源等信息對施工過程進行模擬和預(yù)演，實現(xiàn)施工中的事前控制和動態(tài)管理。在獲取實際施工進度的同時，結(jié)合系統(tǒng)進度預(yù)警機制，迅速指導(dǎo)施工組織優(yōu)化的方向，計算項目當(dāng)前所需施工資源或優(yōu)化施工方案，用以提高對項目進度管理的控制和決策能力。

3.5 施工進度動態(tài)管理

根據(jù)設(shè)計圖紙及施工現(xiàn)場的實際進度,使用BIM技術(shù)建立主體三維模型，對施工現(xiàn)場安全、質(zhì)量、物資、成本等進行動態(tài)分析，直觀地對索塔的結(jié)構(gòu)物(如鋼筋、索導(dǎo)管、鋼錨箱、預(yù)埋件等)在施工各工序環(huán)節(jié)中的安裝進行干涉檢查分析，從而避免各結(jié)構(gòu)物之間的碰撞沖突。同時，進度計劃與主體部位相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)進度的可視化對比分析，輔助管理人員管控施工總進度計劃、年進度計劃、月進度計劃、周進度計劃，按照天、周、月的時間變化進行施工進度模擬、實際進度與計劃進度的對比、甘特圖管理等。

3.6 施工質(zhì)量與安全的管理

BIM技術(shù)在該橋建設(shè)中的應(yīng)用還可實現(xiàn)安全、質(zhì)量風(fēng)險的預(yù)警、填報、管理，形成填報問題的PDCA閉環(huán)處理流程，并支持在網(wǎng)頁端直接生成問題整改單，生成3D模型、PDF圖紙、office文檔等，也可進行結(jié)構(gòu)參數(shù)、工程數(shù)量、物資材料、成本分析等的查詢，實現(xiàn)現(xiàn)場質(zhì)量、安全管理的智能性與互動性。

3.7 施工現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與BIM的結(jié)合

該橋BIM管理通過施工監(jiān)控管理設(shè)備信息平臺將橋梁監(jiān)測及現(xiàn)場測量等數(shù)據(jù)集成至BIM現(xiàn)場管理系統(tǒng)，并將現(xiàn)場檢測設(shè)備數(shù)據(jù)在BIM模型中進行展示。通過設(shè)定虛擬攝像頭，將現(xiàn)實中視頻監(jiān)控所拍攝的畫面與虛擬攝像頭拍攝到的BIM模型一一對應(yīng)，實現(xiàn)虛擬模型與現(xiàn)實施工情況的對比，從而實現(xiàn)了施工管理的同步性。

3.8 竣工圖數(shù)字歸檔

根據(jù)最新設(shè)計圖紙和設(shè)計變更完善BIM模型，將BIM模型與現(xiàn)場實景進行對比，更新BIM模型，確保模型與施工現(xiàn)場一致，搜集設(shè)施設(shè)備各類屬性信息，將后期運維所需信息錄入BIM模型，最后對模型數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進行校對，待其滿足相關(guān)要求后交付，最終的交付成果為竣工模型、竣工驗收資料。

在項目竣工驗收時，將竣工驗收信息添加到施工作業(yè)模型，并根據(jù)項目實際情況進行修正，以保證模型與工程實體的一致性，進而形成竣工模型，以滿足交付及運營的基本要求。

4 應(yīng)用研究存在的問題及解決措施

BIM技術(shù)在韓灘雙島大橋雙塔斜拉橋中的應(yīng)用，雖然解決了諸多施工管理過程中的問題，但其亦存在頗多不足[5]，具體表現(xiàn)在：

(1)我國關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制度還不健全，無法為BIM技術(shù)提供有效的參考標(biāo)準(zhǔn)。

(2)BIM技術(shù)學(xué)習(xí)門檻較高，普及深入地應(yīng)用BIM技術(shù)需要大量的技術(shù)型人才，項目部現(xiàn)階段這方面的人才不足。

(3)BIM技術(shù)的應(yīng)用需要企業(yè)的信息化建設(shè)作支撐，而該項目開展信息化建設(shè)需要硬件、軟件的開發(fā)、人才培養(yǎng)等多方面的資金投入不足。

(4)對信息化建設(shè)的認(rèn)識和信息化意識有待加強。實際工作中，管理層和作業(yè)層的人員對此項工作普遍存在認(rèn)識不足的情況，主動意識不強。這些問題還需要項目部制定相關(guān)管理制度，加強宣傳和推廣力度，同時，也需要企業(yè)進一步加強認(rèn)識，放遠(yuǎn)眼光，通過實踐進一步地摸索經(jīng)驗。

5 結(jié) 語

BIM技術(shù)在韓灘雙島大橋雙塔斜拉橋中的應(yīng)用，可以說是BIM技術(shù)在斜拉橋研究應(yīng)用中一次成功的典范，不僅實現(xiàn)了項目施工的動態(tài)管理，更是提升了整個項目管理的質(zhì)量。

但BIM技術(shù)的發(fā)展仍任重而道遠(yuǎn)，在大數(shù)據(jù)、數(shù)字化的時代潮流中，就施工單位而言，BIM技術(shù)在施工過程中的發(fā)展及應(yīng)用會遇到諸多困難，這就需要企業(yè)不僅要根據(jù)項目實際，還應(yīng)結(jié)合自身條件及需求制定合理的BIM實施方法和步驟，做好BIM技術(shù)項目實施的各項工作，更要提前做好BIM技術(shù)人才的儲備工作，促進BIM技術(shù)真正地在項目中得到推廣及應(yīng)用。