黃彥章

摘 要：中國國家鐵路集團(tuán)有限公司在2013年成立了“中國鐵路BIM聯(lián)盟”，加快了鐵路建設(shè)工程信息化工作的推進(jìn)步驟，明確了以BIM技術(shù)為核心，建立統(tǒng)一開放的工程信息化平臺，分節(jié)段拓展引用內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對工程項(xiàng)目全生命周期管理，隨后確定了17個鐵路BIM試點(diǎn)項(xiàng)目。滬通長江大橋項(xiàng)目作為試點(diǎn)項(xiàng)目之一，從2014年開始BIM技術(shù)應(yīng)用，貫穿項(xiàng)目建設(shè)全過程，在工程質(zhì)量控制、進(jìn)度管控、管理優(yōu)化等方面均取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);市政道路橋梁;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

傳統(tǒng)道路工程設(shè)計(jì)依賴CAD、Card1等軟件的工程二維建模設(shè)計(jì)，但道路工程涉及路面、路基、橋梁、隧道、立交等工程，各專業(yè)知識較差，二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的成果存在一定不足，可能影響項(xiàng)目成本及投資[1]。道路工程設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足安全性的基礎(chǔ)上，將建設(shè)信息全面反饋給交通運(yùn)輸部門，將設(shè)計(jì)意圖傳遞給施工方。通過BIM技術(shù)進(jìn)行道路工程設(shè)計(jì)，可提高設(shè)計(jì)意圖表達(dá)的準(zhǔn)確性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)二維圖紙的不便，為決策、設(shè)計(jì)人員提供更優(yōu)的設(shè)計(jì)手段，也為推動道路信息化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

1BIM技術(shù)基本概述

BIM技術(shù)即建筑信息化模型技術(shù)，主要是采用三位數(shù)字建模技術(shù)，對建筑物體構(gòu)建可視化3D數(shù)字模型，然后圍繞建筑主體結(jié)構(gòu)及道路橋梁主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維動態(tài)設(shè)計(jì)及仿真模擬，進(jìn)而使工程及建筑橋梁等能夠在可視化、系統(tǒng)化及模塊化下實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。在國家倡導(dǎo)建造智慧型城市的背景之下，道路橋梁設(shè)計(jì)及施工需要在理念上有所革新，賦予道路橋梁設(shè)計(jì)信息化特征，而BIM技術(shù)則有效滿足了這一需求[1]。在具體應(yīng)用上，BIM技術(shù)在三維模型中將主項(xiàng)及分項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)周期、進(jìn)度安排、技術(shù)參數(shù)等信息融入其中，針對道路橋梁項(xiàng)目，在模型構(gòu)建前的繪圖環(huán)節(jié)，結(jié)合CAD軟件的使用，使道路橋梁設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)更加精細(xì)。在BIM技術(shù)應(yīng)用到道路橋梁設(shè)計(jì)中時，首先要明確道路橋梁BIM三維模型各構(gòu)成要素，主要要素如下：橋梁、道路、路橋附屬物、地面模型、隧道、地形地貌、房屋建筑等。這些要素先通過實(shí)體測繪，然后將要素導(dǎo)入到系統(tǒng)中，使用分割法及歸并法進(jìn)行要素的單獨(dú)建模，最后整合拼接成為完整模型系統(tǒng)。

2BIM技術(shù)在市政道路橋梁設(shè)計(jì)中的技術(shù)優(yōu)勢

2.1前期規(guī)劃階段

（1）GIS+BIM模式。如今，GIS+BIM模式是道路工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的一個重要方向。GIS主要用于空間地理信息分析，而BIM主要用于建模，兩相的結(jié)合將環(huán)境與項(xiàng)目緊密聯(lián)系，使設(shè)計(jì)階段可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行正確合理的設(shè)計(jì)。例如，重慶港城工業(yè)園區(qū)B區(qū)路網(wǎng)工程運(yùn)用了GIS+BIM模式，使路網(wǎng)與周邊環(huán)境完美融合，不僅提升了工程的科學(xué)性和合理性，而且降低了成本[3]。但是，目前GIS+BIM模式仍然處于初期階段，GIS和BIM還不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時信息共享，一般先在BIM中建模再到GIS中查看，或者先由GIS采集信息再導(dǎo)入BIM軟件中進(jìn)行設(shè)計(jì)建模。無論是哪一種方式，其信息的傳輸效率都不高，還可能會出現(xiàn)信息缺失或軟件不兼容等情況。

2.2算量精確，優(yōu)化市政道路橋梁工程整體成本

在BIM技術(shù)條件下，市政道路橋梁的工程數(shù)據(jù)信息可以被獲取并在模型中體現(xiàn)，如此就為道路橋梁的工程量計(jì)算提供了技術(shù)支撐，在路橋設(shè)計(jì)預(yù)算、施工預(yù)算及后續(xù)管理維保環(huán)節(jié)可以通過數(shù)據(jù)參數(shù)的類比及調(diào)用，提高預(yù)算編制的精度，加快施工管理速率，從而優(yōu)化工程項(xiàng)目的成本支出。具體而言，在BIM技術(shù)下，道路橋梁設(shè)計(jì)的模式、投資成本、進(jìn)度等基本信息可以隨時從系統(tǒng)模型中獲取，通過對這些信息的掌握，道路橋梁工程設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)來對設(shè)計(jì)理念及施工管理方案加以調(diào)整，確保項(xiàng)目在滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的同時，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出。

2.3道路工程的多專業(yè)設(shè)計(jì)校核

道路工程設(shè)計(jì)包含橋梁、涵洞、隧道等多方面設(shè)計(jì)，一些特殊的道路工程其涵蓋設(shè)計(jì)專業(yè)也并不相同。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作在設(shè)計(jì)階段結(jié)束后，仍然存在大量的設(shè)計(jì)改動及變更，流程較為復(fù)雜，影響最終設(shè)計(jì)對施工的指導(dǎo)效果。一些設(shè)計(jì)中的專業(yè)內(nèi)容，如橋梁構(gòu)件埋深、涵洞標(biāo)高、道路高程等，無法精確定位，現(xiàn)場施工中還存在諸多不確定因素。故在設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)落實(shí)可靠的設(shè)計(jì)校核，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，規(guī)避設(shè)計(jì)失誤，確保設(shè)計(jì)為施工提供的全方面指導(dǎo)。以a城市某段高速道路合縱段設(shè)計(jì)為例，其全線三維設(shè)計(jì)按照標(biāo)段劃分，選擇Bentley平臺結(jié)合2007版CAD三維平臺建模，為簡化建模過程，基于Revit平臺工具再次開發(fā)，最后以項(xiàng)目集成平臺，對各項(xiàng)BIM數(shù)據(jù)融合，提高模型功能性。

3BIM條件下市政道路橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)階段

（1）信息化模型。在設(shè)計(jì)階段不僅要完成橋梁的方案設(shè)計(jì)，還要使用一些建模軟件對橋梁的各種參數(shù)進(jìn)行編輯生成三維模型。設(shè)計(jì)過程結(jié)合GIS數(shù)據(jù)與BIM模型，對周圍環(huán)境或地形要素進(jìn)行相關(guān)性分析，提高模型信息的完備性[13]，可以更直觀地了解橋梁，獲得其在二維、三維空間下的外形、尺寸等信息以及橋梁不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屬性。在BIM模型中對某個對象進(jìn)行更改，其他與之有關(guān)的對象也會隨之改變，這是模型的關(guān)聯(lián)性。（2）工程量計(jì)算。以前橋梁工程的工程量計(jì)算一般是通過二維圖紙加上造價軟件對工程量進(jìn)行計(jì)算，這樣的方式與實(shí)際會產(chǎn)生較大誤差。BIM軟件能充分了解工程中建筑模型各個部分不同構(gòu)件的參數(shù)信息，對不同部分進(jìn)行特定分析得到最終的工程量和工程造價。通過使用BIM軟件對工程進(jìn)行計(jì)算，將定額和材料的實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)量相結(jié)合，然后以定額為基礎(chǔ)進(jìn)行材料數(shù)量的調(diào)整，從而提高工程量成本控制的水平。

3.2BIM+GIS

道路工程的設(shè)計(jì)主要依賴施工區(qū)域的原始地形、地貌數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)CAD二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，針對部分長線條帶寬道路，往往需要測繪支持，開展實(shí)地測繪，費(fèi)時費(fèi)力，測試完成后還需要以大量測繪點(diǎn)支持，制作地形圖，設(shè)計(jì)完成需要對應(yīng)設(shè)計(jì)人員有較強(qiáng)的空間想象力和理解能力，稍有差池，設(shè)計(jì)效果就不理想。此外，道路工程設(shè)計(jì)若遭遇大規(guī)模拆遷征地，將會出現(xiàn)大量不可控因素。有時設(shè)計(jì)實(shí)地環(huán)境復(fù)雜，需設(shè)計(jì)人員長時間開展野外勘察，針對項(xiàng)目建設(shè)需求，需出勘多次，極大地限制了設(shè)計(jì)效率的提高。

3.3工單管理

單管理包括日常清潔、養(yǎng)護(hù)以及故障維修工單，可在平臺中制定日常養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，定期發(fā)送提醒。維修工單的發(fā)起源一般可以關(guān)聯(lián)到巡檢發(fā)現(xiàn)的病害問題，根據(jù)所關(guān)聯(lián)的BIM資產(chǎn)構(gòu)件，管理人員可以查看到該部位的養(yǎng)護(hù)報(bào)告、維保情況和病害詳情，輔助其更有針對性的執(zhí)行維修處理。平臺端自動形成工單臺賬，按病害、時間、構(gòu)件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。除了病害和處置記錄外，要求相關(guān)人員上報(bào)道路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用投入，分析人工費(fèi)用、維修物資耗費(fèi)已經(jīng)各類維修保養(yǎng)費(fèi)用的支出比例，為運(yùn)維單位的人員物資配置和成本管理提供參考依據(jù)，保證各項(xiàng)資源得到充分有效利用。

結(jié)束語

市政道路橋梁工程作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，對城市外在形象有直接宣導(dǎo)作用。隨著BIM技術(shù)的成熟，傳統(tǒng)市政道路橋梁設(shè)計(jì)弊端及問題得到得以彌補(bǔ)，為智慧型城市的構(gòu)建提供了新的技術(shù)支撐。在具體應(yīng)用BIM技術(shù)時，應(yīng)對市政道路橋梁設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)加以綜合分析，在主體構(gòu)造、設(shè)備裝置、管線布局等主要方面通過數(shù)字化可視化模型加以預(yù)判，提高路橋設(shè)計(jì)質(zhì)量深度。

參考文獻(xiàn)

[1]王寶奎，張巍.市政道路橋梁工程監(jiān)理質(zhì)量控制要點(diǎn)探究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（30）：130.

[2]劉靜.市政道路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性與耐久性設(shè)計(jì)[J].綠色環(huán)保建材，2019（10）：109-110.

[3]胡成建，胡奇鑒.市政道路橋梁工程施工管理中的問題與優(yōu)化對策[J].中國設(shè)備工程，2019（20）：180-182.

[4]陳迪，馮強(qiáng).市政道路橋梁工程施工質(zhì)量管理要點(diǎn)探析[J].建材與裝飾，2019（29）：242-243.

[5]陳茹.市政道路橋梁施工質(zhì)量通病的預(yù)防及處理措施[J].地產(chǎn)，2019（19）：154.

[6]曹金金.市政道路橋梁施工的質(zhì)量控制和管理措施分析[J].門窗，2019（18）：87.