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谈BIM技术在公路工程中的应用

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：林静霞

[导读] 摘要：公路工程对我国的城市化发展有重要的先导和推动作用，提高公路工程的信息化建设水平不仅能够满足时代发展的网络化建设需求，还能推动公路工程的长远发展，从而促进城市化水平的提高。

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        摘要：公路工程对我国的城市化发展有重要的先导和推动作用，提高公路工程的信息化建设水平不仅能够满足时代发展的网络化建设需求，还能推动公路工程的长远发展，从而促进城市化水平的提高。而BIM技术是使用建筑工程项目的各项相关信息数据建立一个虚拟的三维模型，在利用数字化的技术，为三维模型提供与实际情况相一致的建筑工程信息库，使用BIM技术可以有效提高公路工程的施工效率和施工质量，保障施工现场的安全性，提高施工管理的信息化建设水平，为施工企业带来良好的经济效益和社会效益，因此，公路工程建设需要紧跟时代发展的步伐，在工程建设中广泛运用BIM技术，不断提高公路工程的信息化建设水平和管理水平，从而有效提升公路工程的市场综合竞争力，促进公路行业高质量发展。
        关键词：BIM技术；公路工程；运用
        引言
        公路工程施工技术发展日益成熟，各种新技术、新设备、新工艺、新材料不断应用到建设项目中，极大地提高了建设工程质量、加快了施工进度、保护了项目周围的生态环境。信息化系统在建设工程项目实施过程中应用也相当广泛，工程概预算、项目管理、质保资料、办公系统、公文收发、计量支付、试验检测、质量评定、档案管理都有比较成熟的系统软件，另外在工程现场监控以及手机程序开发方面也已经开始了新的探索，取得了很好的效果。
        1公路工程领域的BIM技术与其它工程领域的BIM技术的区别
        首先，BIM技术的最广泛应用就是管线碰撞检查，以及解决结构、建筑、管线等专业间设计不协调的问题。而在公路工程中，不涉及管线碰撞，不涉及多专业共同参与，所以房屋建筑中的一些BIM技术应用点在公路工程中其实没有实际意义。其次，BIM技术的另一大应用点就是施工模拟，对于一些图纸复杂的建筑物和构筑物来说，提前通过计算机模拟一遍施工过程可以有效避免由于图纸误读和工序混乱造成的误工、返工损失。而在公路工程中，图纸并不复杂，路基和路面的结构形式也清晰明了，只要施工组织设计科学合理，有无施工模拟并不会在很大程度上影响公路施工的正常进行。而且无论是房屋还是桥梁，一般都是独立项目，涉及的地块也相对独立，对于项目以外的信息需求不高，结构形式比较规则，多为水泥混凝土的预制拼装，于是无论从建模角度还是从施工模拟角度来看，相对于公路工程都较为容易实现，而公路工程是线性工程，需要较为详实的GIS信息，是无法通过“族模型”的方式去建模的，也是无法通过“搭积木”的方式去进行施工模拟的，所以多数的房屋建筑的建模技术和施工模拟技术无法去实现传统的公路施工流程。另外，BIM技术在其不断发展和扩展的过程中，衍生出很多附产品，三维漫游就是目前十分抢眼的一个应用点。通过三维漫游，项目各参与方可以提前360°浏览建筑物或者构筑物的最终成果，可以针对不同方面的意见提前变更设计方案，提前获得客户的信任和青睐。而在公路工程中，一个项目的里程动辄十几公里甚至几十公里，而且从标头到标尾的公路景观表现几乎一模一样，所以公路工程中的三维漫游就显得没有建筑和桥梁那样的赏心悦目。
        2谈BIM技术在公路工程中的应用
        2.1立项阶段
        在公路工程的立项阶段，相关工作人员需要分析研究公路工程本身的可行性，同时需要提出科学合理的可行性论证理念，还需要对公路工程的建设走向、施工方案、进度计划、施工技术等进行明确规定指示，只有做好公路工程施工前期的准备工作，才能为公路工程的后期建设打下坚实的基础。而工作人员在立项阶段应用BIM技术建立三维可视化模型，能够确保模型的科学性、合理性。在进行建模工作时，需要收集整理各个方面的信息数据，再结合相关资料和工程建设要求进行建模设计，同时需要模拟预测公路工程不同时段的交通流，从而明确公路工程的设计规划路线和公路工程的设施设计。

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        2.2设计校核和工程量复核
        施工单位在建设项目开工前一般都要进行熟悉施工图纸，复核设计工程量等工作。设计图纸对每个施工合同段来说一般都要分为多册，上千页，图纸熟悉的过程需要耗费相当长的时间，而且对项目施工图的理解还取决于技术人员自身的专业水平和施工经验。对于没有施工经验的人员来说，熟悉施工图纸可能特别吃力，对于工程实体也没有具体的认识。通过在BIM模型中浏览，技术人员去查看可视化的工程实体模型，对工程实体会有一个具体的认识。对于复杂的结构物图形，也可以通过构件的显隐将一个复杂的细部构造从其他模型中剥离出来，清楚的去查看工程结构物的实体形态。在工程量的复核过程中，传统的复核方法要依照二维平面设计图纸来计算结构物的几何尺寸，进而计算体积和数量，由于工程实体并非都是标准而规则的形状，依靠人工有些根本就难以计算，借助图形设计软件CAD可以实现工程量的计算，这也要求施工技术人员具有很好的CAD绘图水平，这样一来计算工程量的过程必然需要一个很长的时间。而在BIM信息化系统中，结构物的工程量信息已经在构件的属性中进行了标识，工程量的汇总统计也可以直接在工程量统计中进行查询，免去了工程量复核过程，既加快了施工进度，减轻了项目工程技术人员的工作量，节约工程工期，还有利于对建设工程项目实体形成具体的认识。
        2.3施工阶段
        公路工程管理的重点就是施工阶段，施工阶段需要对施工需要用到的人力、物力、机器设备等进行严格管理，同时把控施工进度，优化施工环节。BIM技术在施工阶段可以最大化地发挥效用，比如使用BIM静态模拟施工方案，根据公路周边环境确定机器设备的最佳安装位置，提高施工现场的场地规划程度，避免一些不必要的辅助机器设备出现在施工现场，造成现场混乱。同时在设计环节利用BIM建造的三维模型，能够将每个节点的施工进度划分为单一的模型，这样每个阶段的施工进度都能在系统中看到动态的模拟过程，有利于管理人员和施工人员查看进度、进行资源调配和调整进度计划。同时还可以有效结合BIM的碰撞检测和施工模拟，对公路工程的结构构件和管线进行碰撞检测分析，模拟公路工程施工的重要环节和关键工艺，这样能够及时发现施工进度计划中的问题，对施工方案和资源调配进行优化，避免资源浪费和经济损失，保证公路工程的整体施工进度，提高施工效率和施工质量。
        结语
        文中对ＢＩＭ技术在公路工程中的研发应用及发展路径进行了研究、总结并对未来发展阶段进行了展望；在行业内首次提出了公路工程ＢＩＭ技术应用三阶段发展路径，对不同阶段的发展特征进行了描述，并对每个阶段的重点研究内容进行了展望和规划。产业数字化、数字产业化是公路行业的发展趋势，数据赋能产业技术进步的脚步不会停歇，由于主流建模平台的不成熟，大体量公路ＢＩＭ模型轻量化交付，以及ＢＩＭ＋ＧＩＳ技术融合等技术瓶颈的限制，公路工程行业整体水平仍将在较长时间内处于起步阶段。但借鉴制造业和工程建筑行业的ＢＩＭ技术发展趋势，我们可以预见数字化智慧公路的时代即将到来。
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        [5]赵龙.BIM技术在工程管理与施工成本控制中的应用[J].砖瓦，2020（05）：144-145.