趙淑招

清遠(yuǎn)市恒通建筑工程有限公司 廣東 清遠(yuǎn) 511500

隨著城市規(guī)模的日益擴(kuò)張，人們的日常生活水平得到了提升，對(duì)公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施提出高要求，體現(xiàn)在城市路網(wǎng)規(guī)劃、老舊道路結(jié)構(gòu)更新方面。在上述規(guī)劃工作中，BIM技術(shù)可以彌補(bǔ)常規(guī)規(guī)劃的缺失，保證規(guī)劃過程的智能化水平，生動(dòng)演示項(xiàng)目各環(huán)節(jié)的壽命周期，為項(xiàng)目決策管理提供技術(shù)支持。因此，憑借BIM技術(shù)的低風(fēng)險(xiǎn)、高效益優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用到市政路橋施工中，技術(shù)應(yīng)用價(jià)值顯著。

1 BIM技術(shù)在市政路橋施工中的優(yōu)勢

BIM技術(shù)為建筑信息模型，屬于建筑行業(yè)智能化技術(shù)，將成為建筑業(yè)的發(fā)展趨勢。分析BIM技術(shù)、新信息技術(shù)的融合理論、方法，討論數(shù)據(jù)資源體系、項(xiàng)目智能化審批、建模軟件應(yīng)用等，形成數(shù)字化管理平臺(tái)。完整的BIM技術(shù)，能夠?qū)㈨?xiàng)目各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息、資料文件連接在一起，全面定義工程建設(shè)對(duì)象，所以被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)領(lǐng)域[1]。圖1為BIM技術(shù)應(yīng)用流程圖。BIM技術(shù)涉及到大量數(shù)據(jù)源，能夠高效處理全局信息資源共享、異相統(tǒng)計(jì)信息統(tǒng)一性、分布式技術(shù)等問題，在工程建設(shè)維持期，可以建立工程技術(shù)信息系統(tǒng)，從而共享信息數(shù)據(jù)，因此工程領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)稱為工程技術(shù)電子化方案，推廣應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)、施工、信息管理等領(lǐng)域。BIM技術(shù)可以為項(xiàng)目提供優(yōu)質(zhì)的管理環(huán)境，提升項(xiàng)目建設(shè)效率，減少建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)損失。所以關(guān)于BIM技術(shù)在市政路橋施工中的優(yōu)勢如下：

圖1 BIM技術(shù)應(yīng)用流程圖

1.1 技術(shù)模擬能力強(qiáng)

在現(xiàn)代市政路橋施工中，BIM技術(shù)的模擬操作功能十分強(qiáng)大，通過計(jì)算機(jī)與儀器實(shí)現(xiàn)仿真作業(yè)，對(duì)比分析仿真作業(yè)，有效規(guī)避技術(shù)缺陷與施工問題，篩選科學(xué)的施工方案，提供精細(xì)化管理模式，促進(jìn)路橋施工系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。市政路橋施工中，施工人員利用BIM技術(shù)捕獲的信息，統(tǒng)計(jì)分析路橋地理環(huán)境要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)優(yōu)化路橋工程的荷載量，掌控施工各環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)問題。

1.2 自動(dòng)制定和編輯圖紙

加大BIM技術(shù)與平臺(tái)的配合度之后，可以自主設(shè)計(jì)和制作工程圖紙、資料文件，直觀看到項(xiàng)目設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，既可以提升路橋施工效能，還能保證施工信息的真實(shí)性。路橋工程中，在更新工程數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)后，會(huì)同步修改施工過程產(chǎn)生的三維構(gòu)造模型、圖文信息，避免施工人員多次查閱和修改數(shù)據(jù)，減少時(shí)間與精力的浪費(fèi)，保證路橋工程建設(shè)的順利性。

1.3 協(xié)調(diào)各學(xué)科專業(yè)技術(shù)

路橋工程設(shè)計(jì)理念的提升，人們對(duì)路橋工程提出較多要求，再加上路橋工程建設(shè)難度加大，所以要在同一個(gè)平臺(tái)內(nèi)融合多科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路橋施工的一體化發(fā)展。路橋工程設(shè)計(jì)與施工中，涉及的工程技術(shù)知識(shí)非常多，比如工程結(jié)構(gòu)、施工管理等，BIM技術(shù)可以有效整合各專業(yè)工程知識(shí)、信息技術(shù)，深化工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的技術(shù)應(yīng)用，減少各專業(yè)沖突，全面提升工程設(shè)計(jì)品質(zhì)，減少設(shè)計(jì)變更與返工情況。BIM技術(shù)可以融合各專業(yè)學(xué)科，共享路橋工程的信息資源，充分發(fā)揮出專業(yè)知識(shí)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享資源的目標(biāo)。

1.4 精準(zhǔn)管理材料

應(yīng)用BIM技術(shù)、4D進(jìn)度模擬，可以精準(zhǔn)管理工程材料。通過統(tǒng)計(jì)分析功能，獲得物料標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物量，編制科學(xué)的采購計(jì)劃，發(fā)放限額領(lǐng)料單，減少物料使用量，從而降低工程成本。工程竣工后，對(duì)比預(yù)計(jì)物料量、實(shí)際物料量，實(shí)現(xiàn)物料的動(dòng)態(tài)化管控。

2 BIM技術(shù)在市政路橋施工中的應(yīng)用

2.1 施工圖BIM模型

在市政路橋工程中，選擇Revit、Dynamo、Civil 3D軟件體系。由于道路曲面建模難度大，隨著場地、高程的變化，要逐步調(diào)整構(gòu)件參數(shù)。應(yīng)用Revit、Dynamo軟件，對(duì)圖紙參數(shù)、設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行編程，確保構(gòu)件按照?qǐng)龅?、路面自?dòng)組合建模，存儲(chǔ)Dynamo節(jié)點(diǎn)，便于后續(xù)使用[2]。工程人員只需要更改節(jié)點(diǎn)內(nèi)的模型參數(shù)、Civil 3D參數(shù)，即可自動(dòng)生成模型，既能提升BIM模型建設(shè)效率，同時(shí)降低時(shí)間成本、人力成本。市政路橋工程使用Revit、Dynamo、Civil 3D軟件，可可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化建模節(jié)點(diǎn)，涉及到拾取箱梁點(diǎn)位、布置橋墩構(gòu)件、拾取道路路線、拼接箱梁。在工程建模中，工程人員要統(tǒng)計(jì)圖紙問題，出具詳細(xì)的問題報(bào)告，并且提出優(yōu)化建議，之后提交給設(shè)計(jì)單位修改。采用無碰撞檢測法，能夠出具模型的平面圖紙、三維圖紙，使現(xiàn)場人員更好地理解設(shè)計(jì)，提升施工準(zhǔn)確性。圖2為路橋施工圖BIM模型。

圖2 路橋施工圖BIM模型

2.2 場地布置模型

使用Revit軟件，實(shí)現(xiàn)場地的可視化模擬，優(yōu)化安排物料堆放區(qū)、施工用地區(qū)、臨時(shí)設(shè)施區(qū)、材料加工區(qū)。BIM模型可以展示出施工場地的平面布置，將參數(shù)信息添加到平面布置的“族”中，詳細(xì)記錄使用單位、使用面積等信息。同時(shí)按照時(shí)間維度，關(guān)聯(lián)獨(dú)立的平面布置，隨時(shí)掌握平面布置的變化狀態(tài)。此外，工程項(xiàng)目利用工作面管理，可以展示出項(xiàng)目各部分的施工順序。

2.3 統(tǒng)計(jì)工程量

路橋設(shè)計(jì)計(jì)算、工程造價(jià)估算都必須達(dá)到準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)方法以人工估算為主，時(shí)間成本高，且獲取的估算結(jié)果不太準(zhǔn)確。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以準(zhǔn)確測算工程各環(huán)節(jié)的施工周期、施工費(fèi)用，同時(shí)將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到信息平臺(tái)，為后續(xù)施工提供參考。BIM技術(shù)收集的工程量數(shù)據(jù)，既能為造價(jià)測算提供參考，還可以為施工方案制定提供參考[3]。利用5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，建立完整的BIM數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確計(jì)算工程量，保證施工預(yù)算的準(zhǔn)確性。BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度可以達(dá)到“構(gòu)件級(jí)”，可以為項(xiàng)目管理提供必要的數(shù)據(jù)信息，全面提升施工管理效率。BIM技術(shù)能自動(dòng)計(jì)算項(xiàng)目物理量。通過BIM技術(shù)設(shè)計(jì)市政路橋工程，要發(fā)揮出3D激光掃描技術(shù)的作用，保證坐標(biāo)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，將數(shù)據(jù)應(yīng)用到后期規(guī)劃、數(shù)據(jù)、繪圖等工作。

2.4 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工方案模擬

按照實(shí)際情況，建立復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的BIM模型，通過BIM工具轉(zhuǎn)化施工方案，全面檢查方案缺陷與不足。優(yōu)化整合BIM模型，在專業(yè)軟件內(nèi)實(shí)現(xiàn)三維模擬渲染、工序動(dòng)畫演示，模擬重點(diǎn)施工方案，檢驗(yàn)重點(diǎn)施工部位的操作可行性。針對(duì)自動(dòng)生成的三維圖像，可以幫助技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，使施工人員了解方案內(nèi)容與要點(diǎn)。施工模擬內(nèi)容中，涉及到內(nèi)部構(gòu)造、節(jié)點(diǎn)大樣、作業(yè)工序、施工順序，可以形成圖文、視音頻等多種方式，充分展示出施工工藝的操作過程。

2.5 施工工藝模擬

聯(lián)合BIM技術(shù)，做好復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)技術(shù)交底，遵照模型深化處理，從而分析相關(guān)模型，為工程決策提供參考，全面提升施工、設(shè)計(jì)的信息交換效率。在模擬施工工藝時(shí)，針對(duì)主干路相交隧道工程，BIM技術(shù)能夠明確復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，模擬相關(guān)技術(shù)工藝，以滿足工程施工需求。同時(shí)將施工工藝模擬圖帶入到軟件體系中，清晰呈現(xiàn)各環(huán)節(jié)內(nèi)容，找尋各自施工工序與施工，防止各專業(yè)相互碰撞。

2.6 協(xié)同管理

路橋施工涉及到多個(gè)參建方，包括施工方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方等。在施工過程中，為了使各方及時(shí)傳遞項(xiàng)目信息，必須做好協(xié)同管理工作。提升協(xié)作效率、減少協(xié)作問題，已經(jīng)成為BIM技術(shù)的項(xiàng)目應(yīng)用要點(diǎn)。長期以來，項(xiàng)目合作交流以圖紙為主，不同參建方采用多方對(duì)多方交流法，應(yīng)用BIM技術(shù)后，各參建方基于BIM模型溝通。通過Project-Wise系統(tǒng)，可以為工程各參建方提供協(xié)作平臺(tái)，以BIM模型作為管理核心，參建方通過軟件工具共享BIM模型，保證信息的一致性與即時(shí)性，全面提升施工效率。

2.7 碰撞試驗(yàn)

路橋工程施工中，不同組織結(jié)構(gòu)的施工復(fù)雜度高，很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)材料碰撞問題，對(duì)工程施工質(zhì)量的影響明顯，還會(huì)影響工程進(jìn)度控制效果。在項(xiàng)目碰撞檢測中，應(yīng)用BIM技術(shù)保障工程施工管理實(shí)效性。在工程施工管理中，應(yīng)用專業(yè)軟件的碰撞檢測模塊，可以合理檢測路橋施工的碰撞問題，全面提升路橋工程施工效率。使用BIM技術(shù)開展碰撞試驗(yàn)分析時(shí)，要優(yōu)化碰撞檢測流程，維護(hù)路橋施工效果。

2.8 施工進(jìn)度模擬

在數(shù)據(jù)源內(nèi)導(dǎo)入“Project”格式進(jìn)度計(jì)劃，參考施工過程的工期要求，細(xì)化拆分模型，之后制作相關(guān)集合，將集合與工期節(jié)點(diǎn)連接起來，從而制定BIM進(jìn)度模型。利用BIM技術(shù)，仿真模擬項(xiàng)目施工過程，基于4D信息模型，建立施工沖突分析、管理系統(tǒng)，對(duì)工程資源的進(jìn)場時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)化管控，以免出現(xiàn)拖延進(jìn)度、返工等問題。利用建筑模型，直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，同時(shí)對(duì)比實(shí)際情況，明確計(jì)劃進(jìn)度、實(shí)際進(jìn)度的偏差，優(yōu)化調(diào)整工程進(jìn)度計(jì)劃。應(yīng)用BIM技術(shù)的4D模型，能夠及時(shí)了解變更方案的工程量與進(jìn)度，將其作為進(jìn)度調(diào)整工具。

2.9 協(xié)助工程預(yù)算與成本管控

路橋工程項(xiàng)目中，成本控制為重要工作。常規(guī)成本管理以人工管理法為主，按照?qǐng)D紙、報(bào)表完成預(yù)算。由于路橋工程的圖紙資料非常多，且關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)算。應(yīng)用BIM技術(shù)建立模型，詳細(xì)呈現(xiàn)出項(xiàng)目構(gòu)件的工程屬性，準(zhǔn)確測算工程量，明確工程預(yù)算成本，實(shí)現(xiàn)控制效益。

3 BIM技術(shù)的應(yīng)用前景分析

市政路橋施工中，BIM技術(shù)的應(yīng)用前景在于結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，保證功能作用的全面性，不斷完善路橋工程設(shè)計(jì)與施工。

第一，使用移動(dòng)終端設(shè)計(jì)與施工?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及率提升，移動(dòng)智能終端具備較強(qiáng)的兼容性，人們獲取信息時(shí)不會(huì)受到時(shí)空限制。建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，承包商為現(xiàn)場人員配置移動(dòng)設(shè)備，在施工現(xiàn)場就能開展設(shè)計(jì)工作。

第二，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與施工。利用傳感器、監(jiān)控器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測工程區(qū)域的空氣質(zhì)量、溫濕度指數(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行期間，可以匯總水資源、熱力、通風(fēng)信息，之后提交給工程師，基于多角度分析工程現(xiàn)狀，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

第三，云計(jì)算輔助設(shè)計(jì)與施工。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，還要發(fā)揮出云計(jì)算技術(shù)的作用，不管是資源消耗，還是分析結(jié)構(gòu)，都要高效處理信息，做好實(shí)時(shí)計(jì)算工作，使設(shè)計(jì)人員快速獲取工程方案，做好對(duì)比分析工作。

第四，數(shù)字化現(xiàn)實(shí)捕技術(shù)輔助設(shè)計(jì)與施工。在應(yīng)用數(shù)字化現(xiàn)實(shí)捕技術(shù)時(shí)，以激光掃描路橋工程，獲取重要參數(shù)。設(shè)計(jì)人員在3D空間內(nèi)開展設(shè)計(jì)工作，采用沉浸式、交互式方式，直觀呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)產(chǎn)品的開發(fā)情況。

第五，協(xié)作式設(shè)計(jì)與施工。BIM技術(shù)被看作工作流程，不僅會(huì)改變設(shè)計(jì)方式，還會(huì)改變執(zhí)行項(xiàng)目施工方式，應(yīng)用協(xié)作式設(shè)計(jì)法，業(yè)主、承包商、設(shè)計(jì)人員建立合作關(guān)系，保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)效益。

4 BIM技術(shù)的效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

利用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)工程圖紙、施工流程的可視化，由非專業(yè)技術(shù)人員判斷工程問題，可以及時(shí)處理施工過程的潛在隱患。加大流程管理力度，利用現(xiàn)代流程模擬、工期數(shù)據(jù)方式，提升施工管理效益。BIM技術(shù)可以優(yōu)化工程方案，跟蹤工程資料的使用情況，減少建設(shè)費(fèi)用與時(shí)間。工程技術(shù)人員利用BIM技術(shù)，可以縮短施工時(shí)間，投身到高價(jià)值的工程項(xiàng)目建設(shè)中。此外，BIM技術(shù)還能處理施工配合不順暢問題，避免增加工程管理成本。

4.2 社會(huì)效益

項(xiàng)目聯(lián)合信息化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控周邊環(huán)境，比如路基施工點(diǎn)，施工區(qū)域的噪聲、揚(yáng)塵污染等。應(yīng)用BIM技術(shù)，與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接在一起，通過環(huán)境監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測施工環(huán)境，深入踐行文明施工。通過現(xiàn)行規(guī)劃技術(shù)，科學(xué)規(guī)劃和控制現(xiàn)場資源，提升流程管控的精細(xì)化水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

5 結(jié)束語

綜上所述，市政路橋工程建設(shè)過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠滿足時(shí)代發(fā)展對(duì)工程建設(shè)領(lǐng)域的要求，處理施工過程的重難點(diǎn)問題。以BIM技術(shù)建立立體空間模型，優(yōu)化施工現(xiàn)場，以數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)演算方式保證設(shè)計(jì)效益，減少施工過程的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，全面維護(hù)施工建設(shè)的安全性。BIM技術(shù)能夠及時(shí)預(yù)警施工風(fēng)險(xiǎn)與偏差，提升工程的精細(xì)化管理水平。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)落實(shí)到路橋施工全過程中，從根本上提升路橋工程建設(shè)水平。