王东
中国水利水电第五工程局有限公司 四川成都 610066
摘要：近年来BIM技术在我国的应用逐渐广泛，施工团队以及建筑公司发现BIM在建筑方面的优势，已经开始逐渐加强施工中对于BIM的应用。随着近几年来市场经济的飞速发展，我国的科学技术也在逐渐提高，数字化和智能化在建筑行业的广泛应用，也在带领着我国建筑行业迈向新的征途，特别是在我国道路与桥梁的建筑中，新型的施工技术逐渐替代传统的施工技术，加快城市建筑的同时成为行业中的“龙头”。从目前的实际情况来看，加强施工管理以及施工技术是道路桥梁工程中最重要的内容，在具体的实现过程中遇到诸多的困难和问题。本文主要探究如何在道路桥梁施工管理的过程中有效的运用BIM技术，从BIM的基本理念出发，研究在道路桥梁施工管理中BIM技术应用的价值。
关键词:BIM技术；道路桥梁；施工管理；应用
我国从1953年开始实施第一个五年计划开始，国家就开始进入经济时代高速发展的状态，这个状态一直维持至今。在传统的概念中认为“想要富先建路”，这种观念根深蒂固的扎在中国人的基本认知中，因此我国目前的道路建设位居世界第一。随着科技时代的不断进步，我国道路施工的技术也在逐渐提高，国家对道路施工的要求也逐渐严格，国家要求道路的建设中要全方面考虑使用的安全性和舒适性，在车辆行驶的过程中，保证行驶的平稳性。但实际的道路使用中，因为道路与桥梁施工之间的差异性，导致在长期的使用过程中产生的道路变形，影响着之后车辆在运行过程中的舒适性，严重的还是造成交通事故，影响着人们的生命安全。因此，近几年来道路起桥梁是施工团队和建筑公司，逐渐开始运用新型的BIM技术，通过共享信息和独立建模的方式，减少施工中可能会出现的问题。
一、BIM如今的运用优势
（一）基本了解BIM技术
Autodesk公司在2002年首次将BIM提出，现如今BIM技术已经被全球各个国家所认可，在各个领域内被广泛的应用，尤其是在建筑领域中的应用更为广泛。所谓的BIM技术，就是一种应用在工程设计、建筑和管理方面的数据化技术，通过将建筑物数据化后进行建模的整合过程，在利用共享和传递的特点，将建筑过程中会出现各种风险和影响施工进度的因素进行模拟，在最大的程度上提高施工的效率、减少资金的投入和杜绝施工材料的浪费，以此来实现如今建筑行业的可持续发展。
BIM技术的核心是利用虚拟的建模，通过数字化的技术将工程初步完成，建立一个与具体施工相关模型库。在建模的过程中，考虑到实际地点的地质因素、环境因素以及自然因素，在三个因素的影响下进行施工模拟，通过模拟发现施工中会因为外在环境影响施工进度的因素，并根据出现的问题进行调整，在上百次的模拟中选择最佳的施工计划，保证施工中的最大效益，在施工质量不改变的基础下提升施工的速度。BIM技术不仅可以应用在施工前期的设计中，还可以在整个施工过程中进行贯穿，保证工程项目的适应寿命，实时的更新BIM模型的数据库，在互联网平台中进行共享，带动行业的快速前进和发展[1]。
（二）BIM技术的基本作用
1.施工的动态模拟
在施工的过程中会出现许多因素影响着施工的进程，BIM技术的应用可以在实际的施工中减少外在因素的影响，通过对施工地实际的考察情况，运用BIM技术进行初步的建模，在建模中针对施工中的重点环境进行动态的模拟，通过可视化的展现对重点环节出现的问题进行分析；还可以利用BIM技术对整个工程的施工进行模拟，加入外在环境和人为施工时长，对整个工期进行模拟。在发现问题时仔细的对关键点进行优化，让施工的过程更具有可行性。这样的技术在一定程度上增加设计的可靠性，减少施工中的失误环节，缩短施工周期。
2.施工工作量的计算
在BIM的具体实践过程中对施工工作量进行计算是最为广泛的应用模式，在这项应用上我国已经算得上是炉火纯青的地步。在过去的道路桥梁施工中，施工工作量计算多数都是设计图纸的核心内容，根据施工的基本工程量，适当地添加人工统计来进行初步的计算，这样的计算方式不仅消耗时间也浪费大量的精力和物力。在BIM技术应用后，通过信息的储存技术，将对工作量的计算保存在数据库中，随时进行抽取，这样的应用减少计算时造成的时间和物力上的浪费，一定程度上增加了计算的效率和质量，减小因人工计算所产生的数据错误和细微落差。
（三）目前我国道路桥梁施工中遇到的困难
1.施工过程中涉及的领域广泛
一般在道路桥梁的施工过程中需要涉及许多的专业和行业，在实际的施工过程中，因为道路桥梁施工环境的多变性和复杂性，因此在设计中也需要运用到许多较为专业的技术，例如：在设计中要对水下的环境进行预测，桥梁的建造要考虑到水位上升的因素，因此要对水下环境以及水质和水量的检测都要有一定的专业了解；在道路的建设过程中需要进行隧道的开凿，因此设计师对隧道设计也要有所涉及；还有桥梁和钢缆等方面也有涉及。因此在施工的过程中需要许多的技术加持，但是在实际中又会受到施工质量标准和施工材料使用标准的影响，很难做到全方面的统一。
2.BIM设计意图不明显
在道路和桥梁的施工中，需要对施工地点进行全方面的考察，企业需要建立相关的考察团队，积极的进行实地的考察，采集施工地的各种环境因素，并在设计中加入环境因素的模拟。但是在实际的施工中，施工团队多数还是以平面的图纸作为依据，根据图纸上所提供的相关信息进行施工，这样的设计表达方式很难将BIM技术全面的体现，影响着施工的质量，没有有效的减少人力资源、物力资源以及财力资源的投入，施工中没有做到绿色环保的施工环境，导致BIM技术的设计意图无法完全的体现。
3.施工环境变化多端
道路桥梁的施工过程中，经常会受到外部自然环境的影响，以及施工周围生活环境的影响，在这些因素的影响下很难保证施工过程准时的完成。例如：因为隧道的施工周期较长，施工难度较大，且很容易受到地质环境的影响，产生山体倾塌、泥石流等问题，这些问题不仅会影响施工的进度，也会对施工人员的人身安全产生影响。此外，在桥梁的建造中，因为施工环境经常暴露在外，施工地区的天气、环境以及温度都是属于不可控的自然因素，例如：在遇到暴雨天时，施工地点的水位急速上涨、水流湍急，在考虑到人身安全的情况下，只能将工程暂停。当暴雨天气过后，施工再次进行时，又会因为长时间的暴雨冲刷，导致水下环境发生改变，桥梁的建造又需要重新进行设计和运算。这些不可人为控制的自然环境都会是施工中较为难以解决的问题。最后，城市道桥的建造会受到四周居民的影响，在道路施工的过程要对该施工段内的道路进行封锁，影响着人们的正常出行，久而久之人们对此的抱怨颇多[2]。
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图1 桥梁建造的情况
4.施工团队组成不全面
道路与桥梁的施工周期较长、工作环境较为艰苦、工作量较多较重以及在空间的跨越度也较大，因此随着施工的进行，会出现许多的土质、水质问题。此外在施工中。对施工人员的技术要求也较高，施工的工艺技术、设备以及针对不同环境下使用的不用机械和手段也有许多的差距，因此也会造成施工团队的组成困难，人员涉猎范围不够全面。因此在实际的施工中要加强施工的工艺和施工人员的技术，加入新型的施工设备，以此来保证施工的质量和效率。
（四）BIM施工技术的优点
1.BIM模型的可视化
BIM技术具有可视化的特点，在这个特点的基础上加入结构的搭建。通过可视化观察在施工的过程中，整体模型、施工人员之间的良好互动，对施工过程进行反馈，整个过程不仅可以利用BIM技术具体的展现，还可以多方面多角度的对施工效果图进行观察，初步了解施工完成后的具体情况，并根据基本框架进行相应的修改，对施工计划进行优化和修改[3]。
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图2 某桥梁的BIM模型
2.专业领域的碰撞
随着给我国社会的发展，对道路和桥梁的设计要求逐渐地提高，不仅要求桥梁和道路外观的美化；还要对结构进行创新保证道路与桥梁的稳定性、舒适性以及安全性；最后还需要功能上具有较多的复杂性。BIM技术在建模的过程中可以对以上的要求进行大胆的模拟，在互联网中搭建技术平台，将施工的模型进行展示，加入多种领域的专业技术，达到创新的作用，在平台中进行专业、创新、设计等方面的碰撞，以此来进行协调实现共同的发展。
3.BIM的模拟操作化
BIM的模型数据图中多有的元素都是具有相应的关联性，当针对一个数值进行更改时，相应参数都会发生改变并进行自动的调整。在通过BIM的可视化和模拟后，在进行相应的设计调整，避免施工中存在过多的错误，尽可能减少施工中会出现的各种问题。通过对施工过程的模拟，初步了解在重点环节施工中会出现的误差，并根据误差进行相应的调整，在经过数百次的模拟中选择最佳的施工方案，进行初步的定案。此外，BIM技术还可以对施工的时间进行初步的计算，减少施工的进度缓慢问题。
4.BIM数据库的共享性
BIM技术具有共享性，不仅可以将模拟的过程利用数字化方式进行共享，同时还可以将数据模型信息在互联网进行共享，在道路与桥梁的建模环节，设计师可以通过互联网寻找最佳的模拟方案，或者找寻与施工地点最为匹配的数据信息，减少设计中投入过多的时间，加快方案的制定速度，减轻设计师压力的同时缩短施工的周期时间。
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图3 BIM模拟道路施工图
二、BIM技术在道路桥梁施工中的实际应用
（一）BIM技术在施工前的应用
在施工的准备阶段，设计师需要通过BIM技术对施工全过程进行模拟，加入相关的环境数据进行碰撞试验，以此来不断地优化施工方案。传统的施工设计方案不能将施工中出现的问题挖暖考虑到位，BIM技术则可以通过模拟对施工中的问题进行探究，利用信息数据将施工过程进行验算从中找到问题出现的关键点，提前做好相应的应急措施。BIM技术的应用让施工的周期大大减少，人力、物力和财力的投入也得到了相应的控制。
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图3 BIM道路施工对地下管道的模拟图
（二）BIM技术在施工中的应用
道路与桥梁在施工中的标准较为复杂，国家对道路与桥梁的验收也较为严格，需要整体质量在标准值之上，因此在施工的过程中，BIM可以及时有效地对具体的施工环节进行检测，通过数据化的形式将整个工程通过信息技术进行有效地传播，通过手机、电脑以及各种科技产品传递给每一个施工人员，让施工人员可以完全的掌控好施工过程中每一个环节的具体数据，避免施工中造成过度开采以及材料浪费的情况。此外，还可以利用数据化的特点，让施工人员通过综合性的数据对施工过程有一个相应的了解，以此来保障施工的质量和施工的进度。
（三）BIM在施工管理中的应用
在施工管理中，可以通过BIM技术对整个工程进行拆分管理，然后对施工现场进行相应的布置，按照原有的施工方案，对周围的环境进行管理，相关的材料堆放情况和废料回收情况都有所掌握，确定好施工地点车辆的进出路线，以及临时搭建的工人生活环境。此外还可以利用BIM技术对施工人员进行相应的管理和调配，在实际的施工中将工人按照专业等级进行分类，通过手机与施工人员进行有效的沟通，确保施工人员的生命安全。利用BIM技术的实时性，将模拟出的最新问题进行共享，保证施工人员可以及时有效地规避好会出现的各种问题。另外，还可以通过现场搭建的探头，对施工人员的施工进度和质量进行有效地监督，并将监督的数据进行整理，方便后期人员对现场工程质量的验收，减少工程质量上出现一些不必要的问题[4]。
结束语：综上，在道路桥梁施工管理过程中，BIM技术的应用不仅能保障施工的正常进行，还能减少施工中出现的各种问题。在保证施工质量不改变的情况下，提高施工的速度，减轻施工人员在施工中的不必要工作量，降低施工中存在的风险因素，一定程度上保证施工人员的生命安全。在目前的实际工作中，加强对BIM技术的应用，是目前行业改革首要注重的内容，是推动我国建筑行业持续稳定发展的重要前提条件。因此，BIM技术需要得到国家的大力推广和普及，需要相关行业的完全掌握和了解，在实际的教育教学中加入BIM技术的教育，为国家和建筑行业培养优秀的人才，以此来满足市场的需求。
参考文献：
[1]于明江.关于BIM技术在道路桥梁施工管理中的应用研究[J].四川水泥, 2019(05):23-23.
[2]常丽.浅谈BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].建筑工程技术与设计, 2018(015):174-174.
[3]陈瑞龙.试论在道路桥梁施工管理中BIM技术的应用[J].城镇建设,2020 (02):200-200.
[4]高涛涛.邹蕾.试论在道路桥梁施工管理中BIM技术的应用[J].四川水泥, 2018(09):81-81.
[5]于明江.关于BIM技术在道路桥梁施工管理中的应用研究[J].四川水泥,2019(05):23.
[6]马保林.分析BIM技术在高速公路桥梁施工安全管理中的应用[J].工程建设与设计,2019(04):226-227.
[7]陈寅.BIM技术在道路桥梁施工中的具体应用[J].门窗,2019(03):139-140.
[8]李志国.BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用[J].交通世界,2019(Z2):244-245.
[9]黄瑞敏,郑辉.道路桥梁施工管理中BIM技术的应用[J].居舍,2019(05):46.
[10]李广毅,肖启涛.道路桥梁施工管理中BIM技术的应用[J].居舍,2018(27):40.