童立清 趙劍鋒 高鐵成 周明 付后國(guó)

摘 要 我國(guó)城市高架建筑事業(yè)領(lǐng)域推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)，相較于我國(guó)建筑行業(yè)包含的其他領(lǐng)域晚一些，由于城市高架橋工程項(xiàng)目的特殊性，整體BIM技術(shù)應(yīng)用水平尚處于起步階段，應(yīng)用點(diǎn)不夠全面，應(yīng)用深度也比較淺，缺乏一個(gè)有深度應(yīng)用的城市高架項(xiàng)目案例及BIM基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。文章將會(huì)圍繞城市高架建筑信息模型應(yīng)用指南，展開(kāi)簡(jiǎn)要的闡釋分析。

關(guān)鍵詞 城市高架;基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn);BIM技術(shù);應(yīng)用指南

概述

伴隨著國(guó)家層面“一帶一路”戰(zhàn)略和相關(guān)政策的提出和實(shí)施，我國(guó)市政交通行業(yè)發(fā)展過(guò)程中正在面臨著全新的挑戰(zhàn)。按照傳統(tǒng)施工管理方式，往往缺乏前控管理，帶來(lái)一系列的問(wèn)題，如快餐式的設(shè)計(jì)周期導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量下降與施工變更過(guò)多的問(wèn)題、粗獷式的施工管理導(dǎo)致項(xiàng)目管理成本以及施工安全事故率穩(wěn)定上升。尤其是在城市高架設(shè)計(jì)施工方面存在更多的制約因素對(duì)設(shè)計(jì)施工管理過(guò)程提出更高的要求。BIM技術(shù)的出現(xiàn)在極大程度上減少了以上的工程問(wèn)題發(fā)生，并且已在相關(guān)行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，市政行業(yè)大量項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)，同時(shí)相關(guān)的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與指南相繼出臺(tái)。如《中國(guó)市政行業(yè)應(yīng)用指南2015版》對(duì)市政行業(yè)進(jìn)行了大體上BIM應(yīng)用的規(guī)范與指導(dǎo)，但針對(duì)城市高架領(lǐng)域的BIM應(yīng)用章節(jié)相對(duì)較少，因此為了完善市政行業(yè)的BIM應(yīng)用指南，通過(guò)以勝陸公路項(xiàng)目BIM應(yīng)用為例對(duì)城市高架領(lǐng)域BIM應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范和說(shuō)明。

所謂BIM模型，即通常所說(shuō)的建筑計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，或者是建筑信息模型（Building Information Modeling），是一種在現(xiàn)代工程建設(shè)事業(yè)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用空間的技術(shù)分析模型，其實(shí)質(zhì)是借由對(duì)所有建筑工程項(xiàng)目相關(guān)信息的整合運(yùn)用，建構(gòu)形成具體的建筑模型，繼而利用數(shù)字信息仿真技術(shù)，模擬呈現(xiàn)特定建筑物在未來(lái)施工形成之后將會(huì)具備的各項(xiàng)真實(shí)信息。BIM技術(shù)分析模型具備穩(wěn)定且鮮明的可視化，以及協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，其在現(xiàn)代工程建設(shè)事業(yè)領(lǐng)域能夠發(fā)揮不容忽視的重要作用，不僅能有效加快現(xiàn)代城市建設(shè)發(fā)展事業(yè)的推進(jìn)速度，還能為廣大人民群眾的日?；a(chǎn)生活實(shí)踐過(guò)程，創(chuàng)造和提供優(yōu)質(zhì)且良好的服務(wù)支持條件?；诂F(xiàn)有的研究成果和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)可以知道，將BIM模型在城市高架建筑工程項(xiàng)目施工管理過(guò)程中加以引入運(yùn)用，能發(fā)揮扎實(shí)且有效的實(shí)際影響作用。

從宏觀性理論分析視角展開(kāi)闡釋，開(kāi)展針對(duì)城市高架建筑工程項(xiàng)目的信息模型建設(shè)工作，應(yīng)當(dāng)遵循如下基本思路：①借由對(duì)CAD設(shè)計(jì)圖紙文本中承載的相關(guān)內(nèi)容的運(yùn)用，建構(gòu)形成與具體化的城市高架建筑工程項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的施工流程靜態(tài)分析模型，其中具體包括城市高架建筑工程項(xiàng)目的主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、城市高架建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)綜合環(huán)境技術(shù)特點(diǎn)，以及城市高架建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施配置情況等多方面的信息要素內(nèi)容;②基于時(shí)間性考量維度的創(chuàng)造性工作，其具體內(nèi)容包含工程施工作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃的引入添加，建立形成與具體城市高架建筑工程項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)分析模型，繼而模擬演示城市高架建筑工程項(xiàng)目施工作業(yè)全過(guò)程各環(huán)節(jié)的具體狀況。

城市高架建筑信息模型應(yīng)用指南編寫(xiě)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循的基本思路為：

本指南結(jié)合勝陸公路項(xiàng)目，充分利用基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的BIM應(yīng)用上編寫(xiě)，為城市高架建筑事業(yè)領(lǐng)域施工階段的BIM應(yīng)用提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。

本指南著重于模型應(yīng)用、施工模擬、平臺(tái)應(yīng)用三方面內(nèi)容。

1模型應(yīng)用

通常情況下，很多項(xiàng)目的BIM應(yīng)用僅僅落在創(chuàng)建BIM模型這個(gè)過(guò)程，當(dāng)模型創(chuàng)建完成后就對(duì)要做什么應(yīng)用無(wú)從下手，為此我們基于勝陸公路項(xiàng)目的實(shí)踐，深入剖析城市高架特點(diǎn)，深度挖掘BIM模型（幾何體與信息）的價(jià)值。BIM模型作為一個(gè)儲(chǔ)存大量信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，可通過(guò)整合、拆分、細(xì)化、變形等方式獲得施工階段所需的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)BIM模型的深化可利用BIM模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)、輔助鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)下料、用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的可視化技術(shù)交底等應(yīng)用。其中較深也很難的應(yīng)用點(diǎn)便是利用BIM模型輔助下料。輔助下料對(duì)BIM模型的要求非常高，比如鋼筋必須按照設(shè)計(jì)圖紙的信息對(duì)單根鋼筋的彎折角度、錨固長(zhǎng)度、彎曲半徑設(shè)置好，按照既定的鋼筋排布規(guī)則在混凝土模型中實(shí)體放樣，既要按照設(shè)計(jì)要求同時(shí)需要兼顧施工實(shí)際，這個(gè)過(guò)程需要BIM人員非常仔細(xì)和專業(yè)。最后通過(guò)BIM模型將所有的鋼筋模型建好之后分別布局到圖紙中，對(duì)每一類鋼筋進(jìn)行下料標(biāo)注隨同鋼筋明細(xì)表出具對(duì)應(yīng)下料單，供施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋準(zhǔn)確下料。雖然整個(gè)過(guò)程會(huì)相對(duì)煩瑣和工作量大，但對(duì)真正利用BIM模型指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的意義是非常重大，并且在模型深化過(guò)程中可對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中的鋼筋間隙過(guò)小、鋼筋安裝順序混亂、鋼筋保護(hù)層不滿足要求等問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。真正利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工管理與質(zhì)量保障[1]。

在城市高架建筑工程項(xiàng)目施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，對(duì)BIM技術(shù)的恰當(dāng)合理引入運(yùn)用，能促進(jìn)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作成果持續(xù)優(yōu)化完善，借由對(duì)三維管線輔助工具的結(jié)合運(yùn)用，能有效解決處理在同一個(gè)模擬分析模型中統(tǒng)一擺放呈現(xiàn)多個(gè)專業(yè)內(nèi)容要素的設(shè)計(jì)工作目標(biāo)。在具體針對(duì)城市高架建筑工程項(xiàng)目施工圖紙開(kāi)展深化設(shè)計(jì)工作環(huán)節(jié)過(guò)程中，要密切結(jié)合城市高架建筑工程項(xiàng)目實(shí)際具備的大小規(guī)模特征，切實(shí)設(shè)計(jì)形成具備更加充分精準(zhǔn)性和合理性的建筑工程施工流程模擬演示模型，改善規(guī)避傳統(tǒng)二維施工圖紙文本在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中存在的各類不合理問(wèn)題，助力施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作人員能夠全面直接地發(fā)現(xiàn)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中遭遇的各類具體問(wèn)題，并且選擇運(yùn)用適當(dāng)策略展開(kāi)改良調(diào)整。

在城市高架建筑工程項(xiàng)目施工建設(shè)作業(yè)環(huán)節(jié)的具體推進(jìn)過(guò)程中，要借由對(duì)BIM技術(shù)的合理運(yùn)用，以具備高度嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性的管理干預(yù)工作態(tài)度控制好對(duì)各類施工應(yīng)用材料，以及施工技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)節(jié)，繼而全面性地關(guān)注和掌握城市高架建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部具體發(fā)生的各類情況?；贐IM技術(shù)的5D軟件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，能夠全面性地導(dǎo)入施工場(chǎng)地信息、建筑整體信息，以及場(chǎng)地設(shè)施信息，在將城市高架建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)中的各類信息全面直觀生動(dòng)地展示在施工管理人員面前條件下，能支持施工管理工作人員全面了解和掌握城市高架建筑工程項(xiàng)目施工過(guò)程中涉及的每一個(gè)具體步驟，以及已經(jīng)獲取的推進(jìn)進(jìn)度，在及時(shí)全面發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)中真實(shí)存在的各類具體問(wèn)題前提下，制定和運(yùn)用針對(duì)性策略展開(kāi)解決處置。

在城市高架建筑工程項(xiàng)目施工建設(shè)作業(yè)環(huán)節(jié)的具體推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)BIM技術(shù)的恰當(dāng)引入運(yùn)用，可以立足于城市高架建筑工程項(xiàng)目施工活動(dòng)的完整流程，實(shí)現(xiàn)具備系統(tǒng)性、規(guī)范性，以及合理性特點(diǎn)的造價(jià)管理控制工作實(shí)踐目標(biāo)，在合理縮減項(xiàng)目運(yùn)作過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)成本支出數(shù)額前提下，確保項(xiàng)目運(yùn)作過(guò)程中順利獲取到最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)收益[2]。

2施工模擬

BIM模型已具備三維幾何形態(tài)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)施工環(huán)境的真實(shí)模擬對(duì)施工過(guò)程中的質(zhì)量安全方面的隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)對(duì)質(zhì)量安全隱患的排查與處理，利用優(yōu)化后的施工方案規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)施工。尤其是在城市高架需要搭設(shè)腳手架與吊裝施工施工，因此會(huì)對(duì)施工范圍內(nèi)的交通造成較大的影響，通過(guò)BIM技術(shù)重建施工范圍內(nèi)的交通場(chǎng)景結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采集的交通數(shù)據(jù)對(duì)范圍內(nèi)的交通組織進(jìn)行分析。通過(guò)分析結(jié)果對(duì)施工組織方案進(jìn)行優(yōu)化，按優(yōu)化后的方案再次進(jìn)行模擬分析循環(huán)至最終交通組織方案，減少或改造現(xiàn)有的交通情況，使得現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)交通盡量順暢[3]。

3平臺(tái)應(yīng)用

BIM模型應(yīng)用僅限于專業(yè)人員實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)應(yīng)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足項(xiàng)目部對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理，而需要進(jìn)行大范圍基于BIM模型對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)管控，就必須借助施工管理平臺(tái)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。在施工管理平臺(tái)上集成BIM模型和建設(shè)過(guò)程數(shù)據(jù)彼此動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，以此作為施工現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目大數(shù)據(jù)庫(kù)，人人都通過(guò)終端設(shè)備向施工管理平臺(tái)提取相應(yīng)的施工所需數(shù)據(jù)信息，輔助管理決策。如進(jìn)度管理需要對(duì)模型進(jìn)行歸類與簡(jiǎn)化，并將簡(jiǎn)化后的模型上傳至施工管理平臺(tái)，通過(guò)將施工現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)部位的模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)即可完成實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)的錄入。在施工管理平臺(tái)上通過(guò)模型上計(jì)劃進(jìn)度數(shù)據(jù)與實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)的比對(duì)分析就可以直觀查看施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度偏差情況。平臺(tái)上的模型不僅掛接了進(jìn)度數(shù)據(jù)，同時(shí)模型還具有工程量信息，根據(jù)工程量即可得到完成該工程量對(duì)應(yīng)的相關(guān)資源情況如人工、機(jī)械、材料消耗量等信息。通過(guò)形成施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行偏差分析時(shí)，這些模型對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)即可用于資源調(diào)配的決策參考[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知道，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)形態(tài)快速優(yōu)質(zhì)有序發(fā)展演化的實(shí)踐背景之下，BIM技術(shù)的存在和廣泛引入運(yùn)用，能發(fā)揮極其顯著且不容忽視的實(shí)際影響價(jià)值，對(duì)BIM技術(shù)施加充分關(guān)注，并且在城市高架建筑事業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ浜侠黹_(kāi)展引入運(yùn)用，不僅能有效改善提升城市高架建筑工程項(xiàng)目施工管理工作的質(zhì)量性、安全性，以及效率性，還能全面滿足城市高架建筑物施工建設(shè)環(huán)節(jié)運(yùn)作過(guò)程中面對(duì)的各項(xiàng)基本需要，助推城市建設(shè)事業(yè)在具體運(yùn)作發(fā)展過(guò)程中順利獲取到最優(yōu)化的綜合收益。

參考文獻(xiàn)

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