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摘要:科学技术的发展,我国的BIM技术有了很大进展,并在道路桥梁工程中得到了广泛的应用。文章介绍了BIM技术在道路桥梁工程前期规划、设计、施工、运维等工作中的应用情况,并且分析了在道路桥梁工程中运用BIM技术的优势。
关键词:BIM技术;道路工程;桥梁工程
引言
BIM(BuildingInformationModeling)是建筑信息模型化技术,其主要是以三维数字技术作为基础,并且集成建筑工程项目信息的工程数据模型,能够对于工程项目设施的实体与功能性以数字化的形式进行表达。BIM技术能够建立从项目的论证到项目的设计、准备、施工、投入使用、维护,直至最终拆除的全过程数据库,将整个项目全部过程各个不同阶段的工程信息等资源集成在一个模型中,并且对于项目的数据进行运用与共享,在任意阶段中进行提取、修改和更新信息,并且获得数据支持来实现整体项目的协同作业。
1我国BIM的发展历程
我国对BIM技术的研究起步较晚,2002年引入BIM概念,直到2006年才开始真正重视BIM。我国从政策角度大力支持和推广BIM的应用,住建部先后颁布《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》、《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》,全面提高建筑业信息化水平,加强BIM的应用。与此同时,住建部陆续出台BIM国家标准,以推进BIM的普及应用。2016年12月,住建部发布公告,批准GB/T51212-2016《建筑信息模型应用统一标准》为国标,该标准为我国第一部BIM应用的工程建设标准,为后续BIM的发展奠定了良好的基础;2017年5月,住建部发布公告,批准GB/T51235-2017《建筑信息模型施工应用标准》为国标,该规范主要引导施工阶段的建筑信息模型的应用,对施工阶段的建筑信息模型的创建、使用和管理提出各项要求;2017年11月,第三部国家BIM标准GB/T51269-2017《建筑信息模型分类和编码标准》正式发布,该标准作为建筑工程信息交换与共享平台的基础,规范了建筑信息模型中信息的分类与编码。与此同时,各行业积极推进BIM在相关领域内的研究和应用,例如中国铁路总公司将BIM作为铁路工程信息化建设的主要发展方向,并依托科研项目开展了多个专业BIM标准研究,初步搭建了铁路BIM标准体系框架。
2BIM技术在道路桥梁工程中的应用
2.1深化设计需求
目前,道桥工程项目多采用纸质图纸或二维CAD图纸,但由于道桥工程体形巨大、结构复杂、构件多。构件位置、尺寸关系、材质等均不能直接反映在图纸中,施工不便,影响施工进度与效率。因此,要求在道桥工程建设施工中拥有一套能更直观展示该建设工程的图纸模型。
2.2施工阶段
(1)对接设计环节。在多方会审和图纸交底时,设计单位可应用BIM技术提供可视化施工设计图,而施工单位可以采用BIM技术制订施工方案。BIM技术能够让施工单位通过三维可视化技术结合施工特点将实际施工方法、流程等通过BIM技术预先模拟,从而提高施工的质量,确保施工的精准度。不过目前路桥方面BIM技术还处于初期阶段,没有房屋建筑方面成熟,设计阶段的模型在施工阶段还不能直接使用,需要施工单位重新建立施工模型。同时,道路模型不同于建筑模型,暂时没有一款软件能完美胜任其要求。(2)BIM技术在桥梁施工进度管理中的具体实现。将以上建立的BIM模型导入到Naviworks当中,并将时间维度与三维模型关联起来,形成4D模型用以模拟施工进度。
关联时间信息主要依靠Navisworks中的Timeliner功能,可以手动输入项目进度信息,导入外部建立的进度计划。由于在大型建设项目中手动输入信息较多,一般选用Project建立项目进度计划并导入,并且将三维模型与项目进度计划关联,最终形成BIM计划模型。进行模拟项目的施工过程,并检验工程进展动态。通过对各种工作的不同颜色显示,计划任一天的工作内容,利于管理者提前对后期工作开展合理规划。在BIM模型基础上,其他软件能够反应不同时间阶段建设项目的施工状况并且通过对比发现施工过程中存在的计划偏差,并调整后续工作和施工计划,对于项目按期完成有重要意义。BIM技术施工进度管理对工程的施工质量也有益处,确保施工项目按设计完成,调整偏差。若有不一致的地方,可以立即发现施工偏差出现的原因,并且采取相应的纠偏措施和预防措施,将损失降到最低。BIM技术通过多种施工方案对比分析,比较方案的优劣程度,选出最佳方案。可以提取项目相应阶段的明细表,获取一定时间内人力、材料和机械使用情况,从而提前做出合理规划。(3)基于BIM的安全管理体系桥梁在运营前已累积了设计、施工等阶段的大量数据,后期会继续输入运营维护阶段的数据信息,传统管理模式难以高效地处理如此庞大的数据,因此管理效率较低。将具有信息化功能和可视化功能的BIM运用到桥梁运营阶段,可以实现桥梁设计、施工信息、运营阶段常规信息和结构安全信息的统一管理。管理人员通过三维立体的形式随时查看桥梁状态,并可细化到每一构件,根据其编码追溯到构件所有基本信息。基于BIM的信息管理系统能实时对信息进行分类、整理、存储、更新、提取和可视化输出,给维护人员提供动态有效的信息。
2.3BIM在工程管理中的应用
在实际的工程作业中,桥梁工程并非单个单元工程,而是包括了桥面、桩基、梁体、基础等诸多工程单元,因此桥梁工程是一个多单位共同参与的多元工程。有些时候根据工程的大小,整个桥梁工程也会被划分为不同的工程阶段并分包给不同的工程队,对于各工程队之间的协调是桥梁工程管理的重要内容。BIM其也包含了建筑工程管理的环节,将BIM技术应用于工程施工有助于提高管理效率,促进各个施工单位之间的沟通、加强各个施工单位之间的协调性,从而实现精准沟通,以降低因施工人员不协调造成的工程误差。同时BIM技术对各单位的协调管理不仅仅局限于企业外部,还可应用与企业内部。
2.4BIM在运营维护阶段应用的优势
BIM在运维阶段主要能发挥以下几点优势:(1)基于BIM搭建的管理系统集成了设计、施工和运维的信息,为管理人员提供了一个便捷有效的平台,相较于传统管理模式,提高了管理的效率并有效减小错误率,降低了管养成本;(2)管理人员对桥梁运营实行实时可视化监测与检测,能及时发现桥梁的薄弱环节,以便立即采取相应措施;(3)基于协同工作平台,各部门能及时共享资源信息,提高了工作效率。
结语
综上所述,BIM技术满足了道路桥梁工程的实际需求,推动了道路桥梁设计水平、施工管理水平、运营维护水平,让工程更加直观,有效地减少了问题的出现。BIM技术在道路桥梁设计中全面应用是必然的趋势。我国正处于由传统设计、施工、运营维护方法转变为信息化方法的过程中,在这过程中也存在诸多问题,但随着时间的推移,科研人员不断努力探索,BIM技术必将会促进我国道路桥梁工程更好发展。
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