BIM技术在市政工程中的应用

发表时间:2020/11/20   来源:《城镇建设》2020年第23期   作者:王少锋
[导读] 现如今建筑业的技术整体架构都在从2D图纸迈入3D模型,市政工程也是必然。BIM技术又称为建筑信息模型,它可以实现从建筑的设计、施工等各种信息整合于信息数据库中协同工作,提高效率、节省资源,以实现施工可持续发展。运用BIM技术,

        王少锋
        身份证号码:37132819870307****  山东潍坊  261000

        摘要:现如今建筑业的技术整体架构都在从2D图纸迈入3D模型,市政工程也是必然。BIM技术又称为建筑信息模型,它可以实现从建筑的设计、施工等各种信息整合于信息数据库中协同工作,提高效率、节省资源,以实现施工可持续发展。运用BIM技术,可以辅助设计人员在三维设计中搭建准确的模型,使设计质量能够更加稳定,成果更加直观,图纸更为准确,从而提升了企业施工水平,保证了工程施工质量。BIM技术是目前建筑业内最为先进的信息化技术,谁先掌握了该技术就占据了先机。换句话说,谁拥有BIM就等于拥有了行业“话语权”,市政单位需要重视BIM技术在市政工程中的应用,这样才可以借助BIM获得更大的企业竞争力。
        关键词:BIM技术;市政工程;应用
        引言
        建筑信息模型技术作为一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过信息化、数字化、现代化管理模式,将建筑建造全过程联结为一体化产业链,改进生产方式,有效加快建筑产业化和绿色化的进程,辅助企业绿色施工、降本增效,对企业的技术创新、管理创新和转型升级具有深远的影响。
        1BIM技术在设计中的应用
        首先是建立模型。1)建立管廊廊体模型。项目管廊模型的建立主要以Bentley软件为主,所有文件为统一的DGN格式,软件之间具有极强的互操作性,依据设计方提供的图纸,建立直观三维立体模型,同时将项目中各部件的几何信息导出,形成数字化的数据资料,为工程算量和造价提供依据。Bentley软件包括建筑设计、结构设计、机电设计、场地布置、带材质输入LumenRT进行渲染等功能,将建模文件轻量化导入Navigator进行碰撞检测、施工模拟等。2)连入管廊管道线缆模型建立连入管廊管道线缆众多,需遵守规划要求和设计规范。在此前提下,通过BIM软件建立各管廊主体、路线、各种管线及管线舱室等部分BIM模型,并在这些模型中对管线信息进行赋予,形成连入管廊管道线缆模型。完成建模后,通过软件观察模型形状及管线、部件、设备信息,观测工程所需部位剖面,方便设计人员更好掌握工程现状。3)建模流程制定项目BIM实施目标:开展碰撞检测、管线洞口预留、净空检查、图纸校对、施工场地布置、复杂节点模拟、施工模拟等应用。确定项目模型构件拆分原则:根据工程二维图纸及项目实际情况,对项目模型构件进行拆分,将地下综合管廊项目分成场地与环境、节点工程、管廊区间、出入管廊管线、消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、监控与报警系统等9部分,对构件图层进行编码、定义颜色材质等。其次是管线洞口预留。区别于传统先安装后确定预留洞口的模式,在设计时通过BIM软件确定管线走向实现准确定位,并以此为依据获得洞口的预留尺寸和位置。通过这种方法减少材料及人工浪费,并减少工程变更。最后图纸校对建模时,建模人员先熟悉相应的图纸,同时依据施工图纸创建施工图BIM模型。在创建BIM模型过程中,发现图纸中隐藏的问题,并将其汇总,在完成BIM模型创建后通过软件进行专业内及专业间的碰撞检测,发现图纸中的设计问题。BIM技术可在项目建模过程中发现图纸问题,如部分构件几何尺寸不明确、部分节点井预留进出洞口缺少定位尺寸及细部构造大样图、部分桩号图表与平面图的桩号不符。
        2BIM技术辅助市政施工
        首先是优化施工现场管理。市政施工中,通过BIM建模使得二维图纸更为直观,形象更立体。通过场布建模,方便施工管理人员更全面地了解施工现场,优化场地布置,在三维地形上完成施工现场平面的策划、布局及协调工作。同时有助于施工人员模拟多项施工方案,通过渲染漫游,动画制作等在施工队前展示对应施工工艺,便于劳务人员更好地理解工艺复杂的构造等,做好施工交底工作。其次是安全管控。

    施工必须考虑安全管理。借助BIM构建的三维信息模型,对模板脚手架搭建进行优化,迅速地预知项目存在的施工问题和难点,综合考虑施工过程中容易出现的安全质量问题;结合地形模型考虑土护降施工方案。并开展模拟实验,论证方案的可行性;通过精准定位跟踪分析问题原因制定处理措施;依附智慧工地合理安插现场监控,对市政项目中的关键节点进行全天候观察。现场劳务人员学历较低,认懂图纸困难,借助BIM技术可以对现场劳务人员在开工前进行高危操作施工交底,及时了解施工过程中的危险部位,最大程度降低作业人员不知情危险,减少施工过程中安全事故的发生率。
        3技术交底。
        与传统的交底方式相比,应用BIM技术可对工程复杂节点进行更加直观的演示并指导现场作业,意义非凡。北京市政通过图纸结合图片或施工模拟视频的形式对现场工人进行技术交底,使其能更加全面地了解全部工作流程。例如:对管廊结构主体承插口位置的钢筋工程进行交底并制作了钢筋绑扎工艺动画,实现了所有复杂节点的可视化技术交底,促进了项目施工质量的提升。
        4基于BIM平台的施工进度管理
        施工方在BIM平台上便可进行施工进度计划编制,使施工计划与BIM模型挂接,并结合“三端一云”进行可视化进度追踪。当进度拖延的构件在平台模型中高亮显示时,施工方可及时进行进度纠偏。平台的统计分析页面列有工程量计划与实际完成对比值,以辅助参建方对进度的管控,及时决策,提高项目工期履约水平。基于BIM的施工进度管理,能将获取的任意时间点、时间段工作范围内的工程量,有效地提供给管理人员进行工作量分配,以便更好地实现生产诸要素的优化配置与动态控制。
        5BIM+3D打印技术的应用
        3D打印是最近几年才应用于建筑行业的,比起VR、AR技术而言,虽然都要基于BIM模型,但是VR、AR是虚拟的,3D打印不仅看得见,而且摸得着。3D打印在建筑工程领域的应用不仅仅局限于整体的3D打印建筑,在复杂构件制作、微缩模型(方案展示模型、风洞模拟模型、沙盘等)制作等方面均有应用,将BIM模型直接用3D打印机打印出来,可作为方案交流、对外展示用。比如某公司在建项目某公园B1地块项目进行了3D打印实际应用,打印的建筑为B1-1#塔楼屋顶副塔造型,耗时大约为2周(非连续打印),耗材大约1kg,总投入不超过500元(包括材料费、机械损耗、电费等)。项目运用3D打印模型与工班进行了弧面模板支撑方案的讨论,选择安全、经济的施工方案,得到了较好的经济效益。
        结语
        总之,BIM技术已在包括综合管廊在内的大部分市政工程中应用,部分技术已成熟,但仍存在影响BIM技术发展的问题,需采取可行性对策,为城市信息平台及智慧城市建设提供基础资料。BIM技术是市政工程的最佳应用方向。尽管BIM技术在市政工程上的交互性有待提高,应用技术型人才数量短缺,但这并不能影响其优势和发展潜力,具体表现在项目上BIM应用已经有大面积试点,而BIM人才的培养模式也在逐步优化。无论从国内BIM软件的革新还是国内外大奖的参与上,我国国内市政项目的获奖占比在逐年升高,通过系统创新和软件升级进一步完善人才队伍和技术硬实力,我国BIM技术在市政工程上创造的价值会越来越高。
        参考文献
        [1]张斌.BIM技术在智慧城市建设中的应用[J].中国建设信息化,2016(24):33-35.
        [2]王凤起.BIM技术应用发展研究报告[J].建筑技术,2017,48(11):1124-1126.
        [3]王帅,李薇,于水,等.BIM技术在城市市政基础设施项目设计中的应用研究[J].市政技术,2019,37(4):260-264.
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