BIM技术在市政桥梁施工管理中的应用

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年4月11期   作者:郑臣标
[导读] 随着我国经济建设的蓬勃发展,我国的交通基础设施也在快速发展

         摘要:随着我国经济建设的蓬勃发展,我国的交通基础设施也在快速发展。由于我国的地形较为复杂,所以桥梁工程成为交通基础设施的重要组成部分,随着工程技术的不断创新,国内的BIM技术应用进入到热潮中,充分利用BIM虚拟建造可视化特点,结合桥梁工程施工的的实时数据监测,进行桥梁工程施工安全信息化管理,从而准确指导桥梁工程施工,达到经济、可靠的预期效果。
         关键词:BIM技术;市政桥梁;施工管理
         引言
         随着BIM技术在我国工程建设领域的大力推广应用,近年来,国家相关部门高度重视BIM技术在工程建设项目中的推广应用,积极出台政策引导,鼓励建设工程各参与方探索应用并及时总结经验。交通运输部办公厅于2017年先后印发了《关于开展公路BIM技术应用示范工程建设的通知》、《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》两个政策支持文件,明确将研发BIM技术基础平台作为交通行业企业发展的长期战略性目标任务。由此可见,在公路工程领域应用BIM技术势在必行,且随着应用的不断深入,将为公路工程建设带来革命性的变化。
         1 BIM技术概述
         BIM(Building Information Modeling),中文翻译为建筑信息模型,这一概念由美国乔治亚理工大学的查克伊士曼博士在上世纪70年代提出,并且在上世纪80年代以后得到了高速的发展,被定义为是由充足信息构成以支持新产品开发管理,并可由计算机应用程序直接解释的建筑、以三维数字技术为基础,生成可交换、存储、管理的数据模型。随着计算机技术的不断进步,BIM技术的应用深度也在进一步地推进。
         2 BIM技术在市政桥梁施工管理中的应用
         2.1制定统一数据存储格式,实现桥梁数字化建造信息全寿命期传递路径
         对于BIM技术,形成统一的数据存储格式,就可以实现整个信息在项目的全寿命期信息传递。在这样的前提下,形成BIM软件生态系统才成为可能,进而才能释放数字化建造技术的优势,有助于形成基于BIM技术的“一模各表”数字化建造信息生态系统。“模”即BIM模型,指存储工程信息的各种数据库;“表”即信息表述(信息应用),指的是调用数据库的各种工程应用程序,包括用于三维展示或碰撞检查设计成果、项目信息化管理、施工(养护)信息收集、运筹决策等软件系统。未来成熟的“模”必定是基于开源的数据存储标准,但目前标准组织形成的BIM通用标准,往往制定过程没有前瞻性,迁就各成员单位的利益诉求,影响标准的通用性、先进性和实用性。未来公益性社团或者软件公司,反而有可能比标准组织抢先完成通用数据标准的制定。目前在公路交通领域,由中国交建集团和中交一公院主编的交通运输部《公路工程设计信息模型应用标准》和《公路工程信息模型统一标准》即将报批。这两项标准的发布实施将加快推进BIM技术在公路工程桥梁建造项目中的使用,从而可以根本保障BIM技术在桥梁建造中的应用以及交付成果的质量,促进公路工程全生命期信息的传递、共享和交换,加快交通土建领域设计、施工、养护和运营管理协调发展,整体提升公路工程建设品质和投资效益,为建设“交通强国”提供了技术支撑。
         2.2融合智能信息技术,形成基于BIM技术桥梁数字化建造应用生态结构
         融合BIM技术和最新的物联网、5G技术形成“数字高速公路”信息模型,可以实现剖开路基某一断面,便会自动提取这个断面的路基宽度、路面横坡、路基填高等几何尺寸信息,在模型中嵌入施工时间、施工单位、软基处理厚度、含水量、压实度、分层填筑厚度等一切施工过程信息,这将有利于施工质量精细化管理。

融合最新信息技术,形成BIM+VR+GIS应用模式,以基于BIM信息模型的协同管理平台为“实”,以施工三维模拟、VR虚拟展示为“虚”形成虚实结合的应用方式,解决项目全寿命周期中的实际问题。GIS是用于管理地理空间分布数据的系统,以直观的地理图形方式获取、存储、管理、计算、分析和显示与地球表面位置相关的各种数据。BIM应用对象往往是单个建筑物或者带状工程,融合利用GIS宏观尺度上的功能,可将BIM应用范围扩展到道路、铁路、隧道、水电、港口等工程领域。利用三维GIS技术,实现BIM模型与空间地理数据有机融合,便于进行场景的可视化定位分析以及基于空间位置的统计查询。融合放样机器人,形成基于BIM的智能放样及测量施工技术,在施工建造阶段,将经过修改和验证的三维模型传递至工地现场,将BIM数据成果转换为指导现场施工。
         2.3加强进度管理
         通过对BIM技术以及模拟技术进行科学合理的应用,将桥梁三维模型与进度计划进行有机结合,能够以时间维度为基础对施工进度进行模拟。一方面可以以日、周、月等不同的时间单位为基础,对项目施工进度开展模拟工作,根据现场情况的变化,对施工进度计划进行科学合理的调整,并对不同施工方案的优势以及劣势进行深入分析,以对最合适的施工方案进行选择;另一方面,针对项目中的重点部分或是难点部分,通过应用BIM技术,能够实现更加细致的可视化模拟,例如施工操作空间共享、材料供应计划、材料运输堆放,构建安装工序等各方面,均可以在此过程中得到有效模拟和科学合理的规划。与此同时,对施工进度措施进行探究和优化的主要目的,在于尽可能的对施工进度进行科学合理的安排,同时保障资源配置工作达到最优的情况,由此,需要对施工进度模拟工作进行反复实施,且需要不断进行相应的改进。
         2.4应用4D技术,做好运维工作
         BIM技术在桥梁设计中的应用,不仅仅存在于设计阶段,其与桥梁施工阶段也密不可分。基于BIM的4D技术,能够使设计信息与施工过程联动,可直接通过已建成的设计模型来展现整个施工流程,进行科学模拟。能够将制定的施工计划导入到BIM技术软件中,对其进行专业性分析,有利于发现施工方案中存在的问题并及时调整,从而为确保桥梁施工工作的顺利开展奠定扎实基础。另外,BIM技术的应用还可根据施工项目进行科学的预算,预估桥梁施工造价成本,以便于在施工过程中实施有效的成本管理工作。另一方面,BIM技术同样适用于桥梁的运营维护阶段,可将所创建的桥梁设计BIM模型,与桥梁运维阶段的监测数据相连接,创建接口文件,以便于实施有效的监督工作,保障桥梁结构的安全性。一旦桥梁运营中发现异常数据,能够直接于BIM模型中展现出来,便于技术人员审查和维修,降低桥梁运营的风险。
         结语
         BIM技术在我国的桥梁工程施工中具有积极的意义。虽然我国BIM技术还存在一些问题,但是随着相关部门的积极推进,这些问题都会转化为推动BIM技术发展的力量,希望今后高等院校土木、建筑等专业可以加大对于BIM技术人才的培养,为我国的BIM技术发展储备大量的专业型人才,使得BIM技术在我国桥梁工程中发挥更大的作用,为我国建成交通强国提供有力支持。
         参考文献
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         [2]裘威.分析BIM技术在高速公路桥梁施工安全管理中的应用[J].居舍,2020:72.
         [3]姜玉龙,夏远靖,贺波.基于GIS的BIM轻量化技术在桥梁工程中应用研究[J].公路,2020(65):128-132.
         [4]李红学,郭红领,高岩,等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报,2012,26(127):52-56.
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