王松涛
北京市市政一建设工程有限责任公司 北京市 100083
摘 要：结合BIM技术的特点，针对市政桥梁施工阶段的场地合理布置、交通导行、碰撞检查、地下管线拆改、施工方案模拟、复杂节点三维技术交底、进度管理、质量控制及成本控制等问题，以实例工程为背景，研究BIM技术在市政桥梁施工阶段的应用，为推进BIM技术在工程建设行业的发展和落地贡献出自己的一份力量。
关键词：BIM技术；市政桥梁；施工应用
前言：
本文以市政桥梁工程实例为基础，结合BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化型和可出图性的特点，尝试利用BIM技术解决施工期间存在的问题，研究BIM技术在市政桥梁施工阶段的应用价值，主要包括土建模型翻建、施工场地合理布置、交通导行方案推演、检查碰撞、施工方案模拟与三维可视化交底、进度管理、质量控制、工程量统计和成本控制等内容。
1BIM技术优势
BIM 3D碰撞检测，将各专业模型整合到一起，再导入整合分析软件中检测碰撞冲突，并生成报告。发现设计中存在的问题，如地下管线与结构之间的碰撞，有效减少变更和返工，及时优化施工方案。同时，多专业协同平台，多方基于同一个数据库，一处修改，整体关联修改，做到施工过程中的实时可视化管理。
BIM4D施工模拟，将3D维模型于施工进度相关联，实现施工阶段工程进度、人、材、机和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。将计划工期与实际工期对比并及时纠偏、合理投入施工资源、消除安全隐患、改善作业空间不足等问题，提前调整施工方案。实现施工方法的不断优化，在实际施工中实现0冲突、0返工。
BIM5D成本管理，在BIM4D基础上增加成本方面的维度，能够更直观的看到各个节点的施工资源和资金变化情况，实现资源合理配置及成本的动态控制。建立5D成本信息模型关系数据库，让实际成本数据及时进入5D关系数据库，与预算成本对比进行成本分析。实时监控施工过程，对不同节点进行预算、成本动态计算及实时查询分析。有效地提高项目管理水平和成本控制能力，最终实现工程项目成本与工程规划中的预算相匹配的目标。
2工程概况及施工难点
2.1工程概况
贵阳机场路桥梁全长3Km，包括左右主线桥和5个匝道桥，桥梁上部结构为预应力混凝土箱梁和钢结构箱梁，桥梁最大跨度71米，最大宽度40米，下部桩基为端承桩，采用旋挖钻成孔。项目工程量大、工期紧、地上地下既有线路多、交通导行压力大，还涉及道路、排水、照明、交安、景观提升等专业，各专业工程相互制约协调配合难度大等特点，同时存在与轻轨2号线多处交叉施工的问题，施工中须统筹安排，协调配合。
2.2施工难点
2.1.1 交通压力大
工程临近机场，是机场往返市区的主要道路与现况交通路网衔接较多，对社会交通影响较大，施工期间要求车辆不断行，因此，需要做出详尽的交通导行方案和施工计划，最大限度的减小对现状交通的影响。
2.1.2 地上地上、地下拆迁线路多
现状地下存在雨污水、给水、燃气、电力、弱电和国防光缆等管线，地上有10KV、35KV和110KV多条高压线经过，所属单位多，多数地下管线位置不明确，拆迁协调难度大，既有地下管线严重影响新建管线和桥梁桩基施工。
2.1.3 工期紧、质量要求高
要求主线桥5个月内完成通车工期十分紧张，施工进度控制采用多段流水施工。作为市重点工程，展示贵阳的形象工程，质量要求高，工程一开始也以争创优质工程作为目标。
2.1.4 存在交叉施工
工程范围内有轻轨2号线同期施工，多处存在交叉施工的情况,我工程200多米钢箱梁处于二十米轻轨小碧站深基坑上方，钢箱梁架设施工难度大。
3 BIM技术在市政桥梁施工中的应用
3.1 施工场地规划部署
根据项目周边地势和场地条件，利用无人机倾斜摄影技术勘察获取项目区域的三维实景地形模型，为桥梁建模提供真实、准确的三维地形数据。利用Revit建立标准化族库在三维环境下进行场地部署,按现有空间合理布置办公区、生活区和生产区，项目经理部统一协调、管理。合理的场地利用规划为之后的施工打下坚实的基础。
3.2交通导行规划
项目地理位置特殊，施工过程中保证衔接路网交通畅通是主要任务之一。因此，利用BIM技术进行交通导行方案的模拟比选，对工程沿线的道路进行了实景建模，模拟出不同的导行方案行车流向，最终在三维环境下确定了交通影响最小的方案。
3.3碰撞检查
利用Nvisworks软件将不同专业、不同结构模型之间进行碰撞检查，发现图纸中的问题。另外，本项目地下既有管线较多，通过探坑探明地下管线的走向和埋深，建立工程范围内的既有管线模型，与新建管线和桥梁下部结构进行碰撞检查，将影响施工的管线通过BIM技术模拟出拆、改、移的方案，避免发生多次重复改移。
3.4施工方案比选及可视化技术交底
利用Fuzor软件做出施工方案、的动画模拟演示，便于施工管理人员理解，不同方案进行对比分析，选择最优施工方案，降低施工风险，提升施工效率。
对关键工序和复杂节点做出施工动画演示，采用三维可视化交底替代传统的图纸交底模式（如图1），使施工人员直观无误地理解设计图纸，准确进行施工，避免错误、减少返工。
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图1 钢箱梁复杂节点三维可视化交底
3.5进度管理
利用Nvisworks软件的Timliner功能，将3D模型与进度计划关联，赋予模型相应的时间维度，将计划工期与实际工期进行对比，直观的掌握整个项目实施的全局，明确工期提前或滞后工序，可以在相应的时间节点制定对应施工准备工序，通过进度动画模拟可以整体上掌握整个项目的进程，便于工程管理人员发现实际进度和计划进度的偏差，及时做出调整。关联进度动画模拟如图2所示：
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图2施工进度动画模拟
3.6施工质量控制
利用BIM 的可视化功能，实现对质量的科学控制，在施工过程中发现的质量问题可以在3D模型相应位置做好标注，后期对这些问题进行跟踪管理。同时，利用BIM模型可以全面了解施工方案的可行性，对施工中需要注意的细节问题进行重点把控，及时处理出现的质量问题，减少后期返工现象。
3.7工程量统计和成本控制
利用Civil3D 可将无人机采集的点云数据生成既有地形曲面，与设计地面进行叠加相减，可以快速计算出挖填方量，准确合理地进行土方调配。通过参数化的构件族，对钢筋、混凝土等工程量进行统计，按进度协助材料部门提前备料。参数化构件族如图3所示：
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图3参数化构件族
基于BIM5D的基础信息库和成本控制体系，不仅可以对工程项目预算进行精细化统计计算，还可以在项目开展过程中对成本进行实时管控，可视化成本随施工进度的增加情况。建立实际成本BIM模型，对模型周期性进行调整和维护，做好基础数据录入工作，各种成本分析报表瞬间生成，软件强大的统计分析能力可完成各种成本分析，提高工作效率。
结束语
综上所述，BIM技术有助于市政路桥施工过程中的进度管理、质量管理和成本控制。通过对各专业模型间的检查碰撞、施工过程模拟和三维可视化交底，提前避免了可能发生的错误，减少不必要的返工，优化了桥梁施工方案，大大提高了市政工程建设的管理水平。
虽然，目前还存在BIM类软件种类多样，缺乏统一标准，不同建模软件平台之间互相导入困难、重复建模、软件实际操作复杂繁琐等情况，距离BIM应用真正落地还有很长的路要走，但是，不可否认BIM是工程建设行业未来的发展方向，BIM技术将会越来越成熟，越来越实用，解决工程建设中越来越多的问题。
参考文献：
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