陳美宇

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)南方工程有限公司，廣東 廣州511458）

BIM即建筑信息模型技術(shù)，是目前建筑領(lǐng)域新型的輔助工具，隨著BIM技術(shù)在工程中的廣泛應(yīng)用，越來越多的施工、管理者認(rèn)識到BIM技術(shù)在施工管理方面的積極作用。它不僅僅是BIM模型的應(yīng)用，更重要的是在施工全過程中的管理[1]作用，即以BIM模型作為載體，整合模型中的數(shù)據(jù)[2]和內(nèi)容，實現(xiàn)對施工管理全過程進(jìn)度、質(zhì)量、成本、風(fēng)險和信息等高質(zhì)量管理，提高企業(yè)競爭力。

1 工程概況

明珠灣大橋是廣東自貿(mào)區(qū)南沙片區(qū)、廣州城市副中心南沙區(qū)建設(shè)發(fā)展的重要跨江通道。

主線全長約9.1 km，包含鐵路隧道1座、道路工程4.248 km、跨河涌中橋3座、主橋2.64 km、超級堤工程1.32 km、主線長599 m立交高架橋1座、200 m棚洞及160 m明挖隧道。

本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型式多，傳統(tǒng)情況下技術(shù)人員只能在二維圖紙基礎(chǔ)上想象工程結(jié)構(gòu)的三維樣式，借助BIM技術(shù)能更好地進(jìn)行立體化呈現(xiàn)，掌握設(shè)計意圖、制定最優(yōu)方案，并指導(dǎo)施工?！爸悄芙ㄔ?、智慧工地”為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展趨勢，加之該橋建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、過程管理嚴(yán)，可應(yīng)用BIM技術(shù)實現(xiàn)可視化、精細(xì)化管理。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用與實施

2.1 前期策劃

通過地形圖視域范圍內(nèi)的三維變化分析，如高程分析、坡度分析、流域分析，實現(xiàn)項目與環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行BIM設(shè)計和應(yīng)用，直觀了解本項目工程與現(xiàn)場實際地形地貌、建筑物等內(nèi)容的位置關(guān)系情況，如圖1所示，便于直觀展示現(xiàn)場情況并對臨建設(shè)施布置及施工方案優(yōu)化等。

圖1 BIM+GIS全景模型

2.2 設(shè)計階段

通過BIM模型對項目進(jìn)行精細(xì)模擬，并對設(shè)計方案進(jìn)行方案比選及漫游展示，實現(xiàn)概念設(shè)計和方案優(yōu)化，為賦予結(jié)構(gòu)屬性，對如圖2所示的工程模型驗收規(guī)劃的分部分項工程進(jìn)行劃分，并將其對應(yīng)編碼，為后期施工模擬等基于BIM模型的應(yīng)用做準(zhǔn)備。

圖2 明珠灣大橋主橋及水中引橋鋼梁BIM模型

利用BIM模型進(jìn)行空間碰撞[3]及凈高檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙中存在的碰撞沖突等問題如圖3所示，及時反饋進(jìn)行各專業(yè)間綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化如圖4所示，減少后期現(xiàn)場施工因設(shè)計問題帶來的返工、停工現(xiàn)象，提高了施工質(zhì)量[4]和施工效率，節(jié)約大量施工和管理成本，確保施工工期不被延誤，為現(xiàn)場施工及管理打好堅實基礎(chǔ)。

圖3 BIM模型碰撞問題

圖4 BIM模型碰撞問題調(diào)整后

2.3 施工階段

BIM模型結(jié)合工程項目進(jìn)度文件，按月、周、天直觀地動態(tài)模擬整個工程施工形象進(jìn)度計劃，在制作的BIM系統(tǒng)施工進(jìn)度管理[5]中實時錄入實際現(xiàn)場施工進(jìn)度數(shù)據(jù)、情況等信息，通過系統(tǒng)對比分析，掌握項目的實時施工進(jìn)度情況。

根據(jù)技術(shù)人員提前制定的施工方案等文本資料，構(gòu)建施工全過程演示模擬，即現(xiàn)場施工環(huán)境、工程實體、施工方法和順序、機(jī)械運行方式、施工所需臨時及永久設(shè)施位置等內(nèi)容。結(jié)合施工工藝流程，進(jìn)行模型施工模擬。施工管理人員可以通過方案模擬動畫來充分理解施工方案的具體實施步驟與要點，起到指導(dǎo)施工的作用。

利用BIM技術(shù)建立三維模型與數(shù)據(jù)庫高度關(guān)聯(lián)，遵循面向?qū)ο蟮膮?shù)化建模方法，利用模型的參數(shù)化特點，對構(gòu)件的工程信息進(jìn)行篩選并進(jìn)行工程量統(tǒng)計，實現(xiàn)即時算量完成或修改，大幅減少了變更算量的響應(yīng)時間，提高了工程算量效率以及材料管控的水平。

明珠灣大橋全橋鋼梁體量大，全橋為三主桁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形式新穎，利用BIM施工模型進(jìn)行二次開發(fā)，經(jīng)過工藝余量添加系統(tǒng)對各類鋼板進(jìn)行余量添加，并通過與高性能優(yōu)化套料軟件的集成應(yīng)用，優(yōu)化套料排版，將模型數(shù)據(jù)的套料結(jié)果，驅(qū)動工廠數(shù)控設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，實現(xiàn)從三維設(shè)計到制造的一體化。再結(jié)合施工管理云平臺的智能制造模塊，對整個項目鋼結(jié)構(gòu)的海量構(gòu)件進(jìn)行特殊關(guān)聯(lián)，并通過預(yù)設(shè)計的生產(chǎn)準(zhǔn)備、開始生產(chǎn)、板單元生產(chǎn)完成、總裝完成和吊裝完成5個步驟對應(yīng)的5種顏色對整體項目進(jìn)行分別顯示，直觀體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的進(jìn)度及全過程變化。通過利用BIM生產(chǎn)制造一體化達(dá)到提高材料利用率、減少庫存積壓與提高管理水平的目的。

結(jié)合BIM模型的特點和三維渲染技術(shù)的優(yōu)勢，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對場景和項目主體模型進(jìn)行虛擬現(xiàn)實漫游，沉浸式地體驗項目主體工程細(xì)節(jié)。

2.4 運維管理

定制開發(fā)項目施工BIM管理平臺，將設(shè)計信息、施工信息和運維信息通過唯一工程編碼進(jìn)行層級管理，并結(jié)合云計算與可視化技術(shù)、超計算輕量化技術(shù)，針對施工過程中的成長數(shù)據(jù)進(jìn)行單元化管理，幫助項目施工人員以最直觀的角度管理項目中的最小單元，讓項目管理者掌握項目整體情況，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

對項目進(jìn)行質(zhì)量、進(jìn)度的精細(xì)化管理，通過對平臺項目工程樹節(jié)點的選擇，對工程節(jié)點發(fā)起工序卡控審批流程，對工序過程涉及的所有信息留痕，如責(zé)任人、時間和現(xiàn)場影像信息等，同步生成并反映到模型中，提升施工質(zhì)量。

通過平臺中現(xiàn)場施工人員作業(yè)的數(shù)據(jù)記錄分析，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)與關(guān)鍵節(jié)點模型進(jìn)行一一匹配判定，形成即時的施工進(jìn)度可視化數(shù)據(jù)，對項目施工進(jìn)度精確掌控。在BIM模型中以5種不同的顏色直觀表示未開工、滯后開工、施工中、滯后完工和已完工狀態(tài)，同時結(jié)合進(jìn)度臺帳和預(yù)警提醒功能，有效幫助施工管理人員把握施工進(jìn)度情況，及時處理滯后進(jìn)度工程節(jié)點，提高施工管理水平。

通過預(yù)設(shè)在關(guān)鍵位置的視頻監(jiān)控，施工管理人員可以隨時隨地查看項目實際位置真實施工情況，結(jié)合平臺實時進(jìn)度模型，有效提供對現(xiàn)場施工作業(yè)人員的管控和調(diào)度。

同步開發(fā)跨平臺登錄接口，利用微信公眾號的便捷特性與其集成，便于BIM技術(shù)應(yīng)用各參與人員隨時隨地通過各種途徑訪問和管理BIM管理平臺。

3 效益分析

通過BIM技術(shù)與管理平臺的協(xié)同工作，提前發(fā)現(xiàn)并解決了設(shè)計過程中的疏漏，減少現(xiàn)場返工、停工等工期延誤情況發(fā)生，節(jié)約了大量施工和管理成本；為采購等工作提供依據(jù)，減少了材料浪費；提高了參建各方工作效率，節(jié)約了工程建設(shè)協(xié)調(diào)時間；BIM管理平臺的應(yīng)用建立起項目各參建方協(xié)同管理體系，充分體現(xiàn)全員參與的特點，實現(xiàn)信息共享與項目建設(shè)全程實時把控新局面。

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)在施工管理中的深度應(yīng)用，成功解決了溝通效率低、信息不通暢的問題，極大地提高了工作效率和施工質(zhì)量，實現(xiàn)了數(shù)字化、可視化建設(shè)管理，突破“BIM+互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在復(fù)雜橋梁等工程應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸，同時也為BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了價值。