楊威
(廣州市市政工程機械施工有限公司 廣東廣州 511300)
在城市化發(fā)展過程中,人們更加重視城市生活基礎配套設施。近些年,我國不斷增加新的路網建設項目,并且在規(guī)劃中納入老舊城區(qū)改造工作,而傳統(tǒng)的技術措施缺乏直觀性,不利于順利實現施工任務。在市政路橋施工中,利用BIM技術,可以建立智能化模型,順利落實市政路橋設計和施工等,可以全過程地演示市政路橋施工過程,進一步優(yōu)化整體設計方案,提高整體施工效率,高質量地實現市政路橋施工任務,突出市政路橋工程綜合效益。
社會經濟不斷發(fā)展,逐漸擴大城市交通規(guī)模,隨之擴大市政路橋施工規(guī)模,并且對市政路橋施工提出更高的要求。因為市政路橋施工環(huán)境非常復雜,不同地區(qū)和不同時間的地質結構具有較大的差異性,因此,在基層施工過程中,需要利用針對性的處理技術,因此提高了市政路橋施工難度。為了有序開展市政路橋施工,施工單位需要全面勘察周邊環(huán)境和區(qū)域環(huán)境等,在這一階段涉及繁雜的信息數據,如果產生錯誤數據,將會影響到整體施工質量[1]。
在市政路橋施工中,施工單位通常是根據使用壽命選擇針對性的施工材質,如果橋梁工程使用壽命處于70~150年,需要根據這一壽命標準明確施工材料的各項參數,例如,需要明確預應力鋼筋的設置位置、結構強度及路基鋪設厚度等。因此,對于市政路橋施工提出較高的要求。為此,施工單位需要完善管理制度,有序開展不同的施工環(huán)節(jié),以此保障市政路橋施工質量。
BIM技術指的是建筑信息模型技術,利用三維模型動態(tài)化展示建筑物。通過軟件虛擬建立市政路橋工程的三維模型,并且利用數字化技術構建建筑工程信息庫,在BIM模型中集中存儲設計、施工及維護等階段的數據,通過精確地組合和表達,并且利用數據挖掘開展精細化分析,可以延長建筑生命周期[2]。
2.2.1 模擬能力
在市政路橋施工中推廣利用BIM技術,可以發(fā)揮出模擬操作的功能,通過利用計算機和相關儀器,可以在平臺上模擬操作工程,并且對比分析這種模擬操作,可以規(guī)避工程設計的不足,可以選擇最佳施工方案,提高工程管理模式的現代化和科學化,保障市政路橋施工質量。
2.2.2 可以自動化生成和修改圖紙文檔
在市政路橋施工中利用BIM技術,在平臺上構建三維模型之后,即可自動化生成項目圖表、圖紙及文檔等,幫助技術人員直觀觀看工程設計細節(jié),而且會形成各種類型的圖紙,可以清晰地體現出平立剖和3D 視圖。生成的文檔中包括市政路橋施工的材料、體積及面積等信息,為施工方案設計和管理工作奠定基礎,提高市政路橋施工的智能化水平,不僅可以提高整體施工效率,同時可以獲得精確的工程信息[3]。
我國不斷提高市政路橋施工水平,同時人們也提高了工程要求,因此增加了市政路橋施工難度。市政路橋施工環(huán)境具有多變性,需要在同一個平臺融合各學科專業(yè)技術,通過開展協(xié)同作業(yè),克服工程難題。在市政路橋工程設計和施工過程中涉及多學科知識,利用BIM技術,可以融合各專業(yè)學科,高效地共享市政路橋工程信息數據,充分發(fā)揮出學科專業(yè)知識的作用。利用BIM技術,還可以協(xié)同不同地區(qū)和不同專業(yè)人員等,可以降低空間地域的限制,充分利用技術共享資源。
利用BIM模型,可以精確地控制材料,同時可以利用統(tǒng)計功能確定材料實物量,制定科學的材料采購計劃,并以此為基礎,建立限額領料單,實現材料用量節(jié)約目標,有效降低市政路橋施工成本。在工程完工之后,施工單位要對比分析并且自動統(tǒng)計計劃材料用量和實際材料用量,實現材料管理的動態(tài)化[4]。
利用BIM技術,可以更加直觀清晰地表達完成設計之后的狀態(tài)和外觀,可以根據尺寸構造所有的模型,同時可以清晰地顯示出管道和隔熱層等,方便施工單位及時發(fā)現在市政路橋施工中隱藏的問題。
在市政路橋施工中利用BIM技術,可以精細化地控制施工成本、施工質量及施工進度等。利用可視化的BIM模型,有利于開展虛擬交底工作,同時可以發(fā)揮出施工指導作用,將整體工程施工流程和節(jié)點工況真實地反映出來,方便施工單位把握施工情況,有效管理整體施工進度。在BIM 模型中加載市政路橋進度信息,可以在三維場景中顯示有關計劃的模型,并且對比分析實際進度下的項目實體,確定實際進度和計劃進度之間的差異性,動態(tài)化地控制施工進度,并且落實針對性的糾偏措施[5]。
因為BIM技術屬于一項新型技術,當前處于探索階段,發(fā)展得還不夠成熟,因此,其在市政路橋施工中應用具有一定的局限性,影響到推廣應用。BIM 軟件的基礎是互聯(lián)網技術,在實際應用階段,對于計算機軟硬件提出較高的要求。在市政路橋施工中,利用BIM技術的難度比較大,需要投入較多的財力。當前利用的軟件主要是來源于歐美國家,和我國建筑市場缺乏匹配度,因此影響到BIM技術的推廣應用。
市政路橋施工過程中涉及較多的空間結構、下穿通道及支擋結構等,這些結構在三維空間將會產生異型曲面,因為邏輯計算工作非常復雜,而且參數設計工作具有較大的難度。正是因為BIM技術存在局限性,在設計復雜結構的過程中,無法體現出原有技術,需要開展二次開發(fā)工作,但是這樣不僅會降低設計效率,還會影響到市政路橋施工精度[6]。
在市政路橋設計過程中,利用BIM技術,有利于提高工程設計水平,同時可以保障設計效率。在道路設計之前,需要落實線路構建工作,這也是城市規(guī)劃工作的重要內容,但是附近的地形和線路等會影響到線路構建效果,可以利用BIM技術分析這些數據,建立最優(yōu)路線方案。落實中心線轉化的設計工作,有利于提高城市道路設計質量,可以在3D地形圖中轉化道路中心線為具體的目標,并且以此為基礎轉化城市中心線為多節(jié)線路。相關工作人員通過分析城市道路中心線的結構功能,最終可以精確地穿插城市道路中心線。
在施工準備過程中,利用BIM技術設置施工材料模型,并且在模型中可以精確地標記施工材料配比等信息。在市政路橋施工中,材料采購工作發(fā)揮著重要的作用。首先,需要安排專業(yè)的采購人員,采購人員要全面分析市場變化,結合市場價格變化情況采購材料。其次,完成采購工作之后,需要落實抽測工作,保障入場材料符合市政路橋施工要求,因此保障市政路橋施工質量[7]。
BIM技術融合多個學科知識,通過建立三維模型,可以展現出市政路橋施工各環(huán)節(jié)的實際情況,緊密結合設計和施工等方面。首先,要利用Power-Civil 軟件搭建總裝平臺,精確地定位墩臺位置,同時建立精確的三維模型和數字模型,結合實際需要,建立子模型,完整地匹配墩臺和整體架構,并且建立信息數據庫,優(yōu)化整體使用效果。在主跨模型創(chuàng)建過程中,可以利用Micro-Station 工具創(chuàng)建特殊模型。在建立引橋結構模型的過程中,技術人員可以利用Bridge-Master 技術在二維結構中標記引橋結構和形狀等,并且在其他軟件中輸入相關數據,同時自動化形成結構模型。在鋼筋模型創(chuàng)建過程中,可以用Pro concrete 軟件綜合相關參數,有利于優(yōu)化三維配筋效果。
利用Revit,可以可視化地模擬現場實際情況,有序落實臨建設施、施工用地以及施工便道等。通過利用BIM技術展示出施工場地的平面布置情況,并且將相應的參數信息添加到平面布置的各類族中,全面記錄面積信息和使用時間信息等,可以生成信息匯總表,并且根據時間維度關聯(lián)孤立的平面,將平面布置的表達情況準確地表達出來,進一步優(yōu)化布置后續(xù)場地。此外,通過工作面管理,可以展示出施工順序,有利于施工單位協(xié)調不同的工作面,避免產生施工沖突[8]。
結合實際情況,建立復雜節(jié)點的BIM模型,并且利用BIM技術轉化施工方案,有利于確定施工方案存在的不足。通過整合BIM 模型,在Fuzor 和Lumion 軟件中操作三維模擬渲染和工序動畫演示等,可以模擬重點施工方案,進一步提高施工方案的合理性,及時處理方案中存在的不足。利用三維動畫,可以方便施工人員開展技術交底工作,高效地執(zhí)行施工方案。
施工模擬內容主要包括節(jié)點大樣、內部構造及施工工序等,可以利用圖片、視頻及文件等說明實際形成過程,通過模擬,可以詳細地表達出施工工藝。
在設計地下管線的過程中,需要分析管線設計數據信息。通過科學規(guī)劃管道設計參數,有利于確定管道半徑和走向等;通過利用BIM技術,可以掌握管道布置情況;利用MagiCAD 軟件,可以完成市政管道建模,結合路面實際情況落實設計工作。此外,在建模過程中,可以把握施工順序,規(guī)避管道避讓情況,在后期施工中,需要重新調整管路。完成建模之后,需要開展碰撞檢測工作,更加合理地布置市政管道,可以及時調整發(fā)現的問題。
在橫斷面設計過程中,為了順利組建多構件,需要合理選擇構件。例如,可以利用givi13d軟件提高橫斷面設計的科學性,提高BIM 數據信息模型的科學性。市政路橋橫斷面設計內容包括橋面鋪裝、路基設計及道路寬度等,需要根據市政路橋使用需求和道路等級等開展設計工作,通過合理設置節(jié)點參數,有效拓寬道路橋梁。
在縱斷面設計過程中,可以利用軟件完成模型設計工作,通過利用BIM技術組合模型采集相關信息,同時可以把握數據浮動情況,及時進行調整,提高設計結果的科學性,形成設計圖。利用BIM技術的過程中,以曲面為基礎,結合斷面指令,形成階段地形,更改道路中心線之后,也會更改地面線,有利于提高整體工作效率[9]。
4.8.1 工程質量管理
利用BIM技術,可以及時標注施工中的質量問題,并且有利于落實跟蹤管理。利用BIM技術,可以控制工程結構的質量,避免在市政路橋施工中埋下安全隱患。利用三維建模方式,有利于施工單位把握施工細節(jié),提高施工方案的可行性,及時解決施工問題,避免因為后期返工而增加施工成本。
4.8.2 工程成本管理
在市政路橋施工中,成本管理工作發(fā)揮著重要的作用。施工單位需要安排專業(yè)人員估算施工成本,綜合利用相關圖紙和報表,但是二者缺乏關聯(lián)性,不利于保障計算結果的精確性,反而會增加施工成本,同時會增加工作壓力。利用BIM技術,可以詳細地標記每個構件的詳細信息,通過建立三維模型,方便工作人員精確地計算工程量和消耗量。
4.8.3 工程安全管理
利用BIM技術的可視化處理方式,可以及時發(fā)現市政路橋施工中的安全隱患,及時開展安全處理工作。完成處理工作之后,可以記錄和分析實際處理情況,確定安全問題的發(fā)生原因,提出針對性的處理模式,并且建立安全隱患排查模型,為后續(xù)施工奠定基礎,避免再次出現相關問題。
4.8.4 施工進度管理
利用BIM技術仿真模擬市政路橋施工過程,建立4D信息模型,有利于施工單位實時把控施工人員和材料等方面的進場,避免因為返工拖延市政路橋施工進度。利用建筑模型,可以直觀地對比分析施工進度計劃和實際施工情況,根據二者偏差,合理調整進度計劃。
在竣工階段,BIM技術同樣發(fā)揮著重要的作用。通過建立可視化模型,可以檢查基礎參數的精確性,確定市政路橋施工質量是否符合施工標準,如果發(fā)生工程變更,需要落實三維建模,幫助施工單位掌握變更情況。
因為市政路橋施工非常復雜,再加上傳統(tǒng)的施工管理模式不符合當前施工要求,因此,在市政路橋施工中,需要利用BIM技術,保障市政路橋施工質量。因為BIM技術發(fā)展得不夠成熟,因此,我國需要加大研究力度,充分發(fā)揮出BIM技術的優(yōu)勢,推動市政路橋工程發(fā)展。