BIM技術在市政工程施工中的應用

賴晏生+薛宜明

摘 要：BIM技術是信息化建筑技術的核心。本文以新陽下穿通道工程為例，通過revit軟件建立下穿通道的整體精確模型，運用navisworks軟件對工程進行可視化分析、施工模擬、進度分析和工程量統計，同時通過3D打印三維模型用于指導現場施工，從而達到提高效率，減少施工現場的變更，最終縮短工期，降低項目成本的預期目標。

關鍵詞：BIM技術 下穿通道 鋼筋建模

1.工程概況

新陽下穿通道起止里程K4+565～K5+015，全長450m，分為框架橋段和U型槽段兩種型式。U型槽段360m，設置于隧道兩端，起止里程分別為K4+565～K4+745與K4+835～K5+015。

U型槽段結構型式為U形鋼筋砼墻體結構。U型槽段組成如下：1/2凈寬：0.5m（檢修道）+（7.25m）（機動車道）+1.1/2m（中分帶）=8.3m；底板厚度（D值）隨側墻高度（H值）的變化而變化。

2.BIM技術應用背景

住建部要求到2020年末，以國有資金投資為主的大中型建筑，申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區，在項目勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM的項目比例達到90%。

新陽大道下穿通道與新陽大橋、翁厝大橋、海滄至杏林海堤交叉，通道左邊臨海，右側為現狀排洪渠，施工條件復雜，尤其是通道框架段由新陽大橋56#，57#墩穿過，支護樁距新陽橋樁基最近約90cm，新陽大橋為三類橋，因此該工程對安全、質量的控制要求極為嚴格，采用BIM技術能較好還原工程周邊現狀環境，3D視角的模型也能更為直觀的反映結構尺寸以及交叉關系。

3.BIM技術概述及軟件選擇

建筑信息模型（b u i l d i n g information modeling，BIM）是指通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。簡單說就是利用計算機三維軟件工具，創建包含建筑工程項目中完整數字模型，該模型可以持續即時提供項目設計范圍、進度及成本信息，這些信息完整并完全可靠，能夠將模型和信息應用于建筑工程設計﹑施工和運營管理等建筑全生命周期過程中。

市面上三維建模軟件多達數十種，但各軟件各有側重，價格差距也較大。目前應用最廣泛的是歐特克公司開發的revit和navisworks軟件，revit軟件主要用于三維建模，navisworks軟件主要用于模型仿真分析，兩款軟件多結合使用。本項目采用該兩款軟件進行BIM應用分析。

4.BIM應用點4.1可視化

（1）凈空不足采取的措施。新陽橋T梁底與下穿通道冠梁頂間距約2.62m，基坑支護橫向支撐原設計采用Ф609*10mm鋼管，采用汽車吊或龍門吊安裝鋼管撐受限較大，效率極低，且可能在施工時碰撞新陽橋，造成較大安全隱患。與其他參建單位協商后，決定將鋼管支撐變更為混凝土支撐。這樣既方便施工，又加大結構安全儲備。

（2）鋼筋建模。鋼筋模型用二維圖紙方式表現，對設計和施工都是一種限制，不能和工程實際對接，利用revit軟件鋼筋建模，可以清晰表現鋼筋布置方式，如圖1所示。

運用BIM技術可以按照CAD圖紙繪制實現實體的表達和運用。同時，通過BIM建模，能夠清晰了解項目設計理念，使施工人員可以熟悉工程形體以及圖紙內容，提高對施工過程的預排查能力和問題預處理能力，保障工程的順利施工。

4.2方案交底

技術人員可利用三維模型進行施工技術交底，對復雜節點和重要構筑物的三維展示可以幫助施工人員更準確的領悟施工要領與注意的問題，如圖2、圖3所示。

4.3工程量統計

revit軟件自帶的工程量明細表可以實現對工程量的精確統計，可以協助進行成本管控。工程量統計深度與建模深度有關，除結構物尺寸和方量外，施工階段的模板﹑支架﹑甚至止水螺桿均可進行精確統計，如表1所示為A4側墻材料統計表。

4.4進度模擬

revit模型導入navisworks軟件中進行施工模擬。因建模軟件均有各自的針對性，如：revit主要針對建筑模、結構模和機電設備，civil 3D軟件對道路工程及土方工程具有優勢，teckla軟件針對鋼結構，bentley軟件針對水利工程和橋梁工程。各類建模軟件彼此間不兼容，但均可導入navisworks軟件中組成一個整體模型進行一些功能運用。

將microsoft project編制的進度計劃導入navisworks中并與三維模型動畫關聯進行施工模擬。可以比較直觀的了解工序安排及進度流程。

4.5漫游

在navisworks軟件中進行施工漫游，漫游過程中可以查詢構件的屬性、坐標、標高以及凈空凈距，并可了解結構物之間的位置關系，對工程本身有一個整體性的認識，為合理安排施工流程提供依據。

4.63D打印

revit模型導出DWG格式，再由CAD軟件轉輸出stl格式，可與3D打印設備軟件實現接口對接。目前已將下穿通道工程及周邊建筑物按1：20的比例打印出。

5.BIM應用效果

在該工程中應用BIM技術具有以下幾點作用：

（1）施工階段應用三維模型可快速查詢工程所在地質情況、構件結構、位置信息等，節省管理人員時間，有效提高工作效率。

（2）安全技術交底時應用BIM技術和3D打印可以使情況更直觀，使管理人員和班組人員能夠容易理解施工重點、施工措施和注意事項。

（3）revit軟件統計的模型工程量與清單工程量和實際消耗量進行多算對比，方便成本管控。

（4）運用BIM技術實現4D施工模擬，在計算機上模擬下穿通道施工過程，不僅可以提前發現施工中可能出現的問題，而且還能夠提前采取相應措施降低施工風險，確保施工安全，盡可能避免出現返工現象。

6.結束語

BIM技術能提高施工企業總承包集成能力，能合理控制工程成本，實現綠色環保施工的理念，是建筑企業信息化建設的有效途徑。本工程將BIM技術引入市政工程的施工中，今后應嘗試采用多種軟件建模，在對比分析后選擇適合各工程特點的軟件，同時還應通過建立BIM管理系統，深入挖掘BIM價值，爭取讓BIM技術更好的為工程建設服務。

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