淺談BIM技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

喬 暢

揚州市邗江區(qū)交通運輸局，江蘇揚州 225100

隨著國內(nèi)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，各種應(yīng)用于建筑業(yè)的軟件層出不窮，其中，BIM技術(shù)算得上是新世紀(jì)代表性新技術(shù)[1]。它能夠運用幾何學(xué)和物理力學(xué)知識構(gòu)建建筑信息模型，從而指導(dǎo)項目全部周期運行管理，大大地提高了工程施工效率。預(yù)計接下來兩年中，BIM應(yīng)用多的企業(yè)較其他企業(yè)施工工程數(shù)有不同程度的增長，這項技術(shù)將廣泛應(yīng)用于路橋工程。在建設(shè)工程方面BIM技術(shù)越來越受關(guān)注，應(yīng)用越來越多，給建筑業(yè)帶來更多收益。

1 BIM模型的特點

1.1 可視化

可視化就是看得直觀清楚、一目了然，這在建筑行業(yè)起著巨大作用。CAD模式僅僅是線條的勾勒，真正的構(gòu)造還需要建筑人員的想象。BIM技術(shù)，直觀具體，不需要抽象思維的運用。

1.2 協(xié)調(diào)性

在設(shè)計圖紙時，由于設(shè)計師思想各不相同，不同專業(yè)之間知識碰撞，按照傳統(tǒng)方法需要每位設(shè)計師拿出自己的作品后再進行協(xié)調(diào)統(tǒng)一。如果運用BIM技術(shù)，在每位設(shè)計師完成自己設(shè)計作品后，BIM會自動整合分析不同設(shè)計者之間專業(yè)知識的碰撞問題并提出科學(xué)的解決方案。除此之外，它還可以協(xié)調(diào)場景布局。

1.3 模擬性

這里說的模擬，不僅指模擬建筑模型，還可以模擬特定場景試驗：熱能傳導(dǎo)場景模擬、安全疏散場景模擬、日照時常場景模擬、節(jié)能減排場景模擬等。其與眾不同之處還在于它可以進行4D模擬，加以時間規(guī)劃，模擬具體施工情況；進行5D規(guī)劃，加以成本控制，細化工程項目開支。

1.4 優(yōu)化性

BIM技術(shù)具有優(yōu)化設(shè)計、施工、運行項目的作用。首先，BIM提供項目完整且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息以及建筑物的實際變化，在優(yōu)化三要素里，信息至關(guān)重要，只有擁有準(zhǔn)確信息，才可以做出合理的優(yōu)化方案。BIM技術(shù)在優(yōu)化時間上有著最科學(xué)合理的計劃方案，運用在工程上將會大大提高工程效率。BIM在這三方面的優(yōu)化也讓相關(guān)研究人員看到了它在其他方面發(fā)展的可能性：優(yōu)化項目方案、優(yōu)化特殊項目的設(shè)計等[2]。

1.5 可出圖性

運用BIM除了能設(shè)計出建筑工程及相關(guān)配件圖紙，還可以設(shè)計出綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查報告圖和改進建議方案。

2 路橋工程中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本

BIM具有協(xié)同合作和參數(shù)化設(shè)計等功能，在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計上，優(yōu)化設(shè)計減少返工次數(shù)。構(gòu)件模塊化、預(yù)計化等新型生產(chǎn)方式得以明顯提高，傳統(tǒng)的圖紙模型被BIM數(shù)據(jù)信息模型所取代。BIM技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約了時間和成本，又提高工作效率。

2.2 使方案評審更加直觀，提高工程造價的準(zhǔn)確性

BIM技術(shù)能夠構(gòu)建出3D模型，比2D圖紙模型更直觀立體，對工程材料的預(yù)算也更為精確，且大部分的計算交由計算機操作，節(jié)約了大量時間又保障了精確性。并且BIM的3D模型讓業(yè)主更加清晰直觀地看到工程預(yù)期情況和基本數(shù)據(jù)，方便評審選擇。

2.3 有助于路橋工程的創(chuàng)新性與先進性

作為新世紀(jì)建筑業(yè)最具潛力和發(fā)展性的技術(shù)之一，BIM可以通過數(shù)字模型將設(shè)計、建筑、運行一體化，這項技術(shù)具有信息共享功能，通過指定平臺實現(xiàn)共享使得設(shè)計方案能夠呈現(xiàn)在合作人員面前，便于相互討論，信息保持一致，有利于項目的進程和創(chuàng)新。

2.4 方便工程及相關(guān)設(shè)備管理與維護

BIM模型具有高精確度，為工程日常的常規(guī)檢查提供了便利，如常規(guī)安全檢查、安全管理和保修等。業(yè)主可以利用BIM技術(shù)進行監(jiān)工、校對工程質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在路橋施工階段的實際應(yīng)用

3.1 數(shù)字信息化施工

路橋工程施工時有些構(gòu)件需要異地加工，運用BIM技術(shù)可以直接將構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息傳輸給生產(chǎn)工廠進行預(yù)訂。一次性在同一工廠將需要的構(gòu)件定制好，實現(xiàn)構(gòu)件質(zhì)量統(tǒng)一化。做好施工前的準(zhǔn)備，施工效率將會大幅度提高。

3.2 施工模擬

4D橋梁施工技術(shù)是在BIM技術(shù)基礎(chǔ)上研究而來，加上了時間控制這項技術(shù)。在施工過程中工程的進度透明具體、方便把控；在項目計劃制定時，這項技術(shù)提供的方案更科學(xué)可靠，有利于合理配置場地資源，節(jié)約成本，實現(xiàn)效益最大化。

3.3 進度管理

BIM的3D建模技術(shù)具有高仿真度，可以模擬施工過程，同時建立4D信息模型，對施工進程實時控制，系統(tǒng)管理。與之前的2DCAD技術(shù)比較，解決了項目形象差、計劃抽象、施工計劃不科學(xué)等問題，避免返工、拖延進度的情況。還可以通過BIM的建模直觀了解預(yù)計項目計劃與實際差距，利于更早發(fā)現(xiàn)進度是否與計劃有偏差并及時糾正。這項技術(shù)對管理者來說不亞于一個得力助手。

3.4 安全數(shù)據(jù)信息管理

BIM對數(shù)據(jù)信息的管理在路橋工程安全性管理發(fā)揮很大作用。數(shù)據(jù)共享的實現(xiàn)使施工單位每人都能實時了解最新工程數(shù)據(jù)信息，避免因信息管理滯后導(dǎo)致的安全事故；數(shù)據(jù)共享使管理人員更好地規(guī)劃現(xiàn)場布局，預(yù)防工作機器與工作人員沖突導(dǎo)致安全事故發(fā)生；應(yīng)用BIM技術(shù)對施工過程自動檢查，評估可能存在的安全隱患[3]；還可模擬消防安全疏散，將BIM技術(shù)與無線網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合組成室內(nèi)緊急導(dǎo)航系統(tǒng)，在疏散時為逃生和救援人員提供最佳路線。

3.5 物料設(shè)備管理

應(yīng)用BIM技術(shù)前施工單位通過參考物流行業(yè)流行的方法將路橋構(gòu)件、工程設(shè)施等物件貼上標(biāo)簽，便于識別施工進程，但這項技術(shù)只能識別局部信息。運用BIM可以將全部信息一覽無余，便利了工程物料的管理。

3.6 協(xié)同作業(yè)

路橋施工過程中，利用BIM技術(shù)（主要是軟件工程和云計算）進行協(xié)同工作，能保證施工的科學(xué)合理。云計算出的3D立體模型可視化且不受時間空間限制，隨時可供設(shè)計者和業(yè)主、施工者、監(jiān)察部門、投資商等互相交流、協(xié)同管理。同時設(shè)計文件類資料也可以通過BIM技術(shù)共享，方便設(shè)計相關(guān)管理人員查詢、管理、校對。

4 BIM在國內(nèi)的應(yīng)用

BIM在歐美、日本、新加坡等國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用且比較成熟，在項目工程中貫穿整個生命周期。同時，BIM的相關(guān)企業(yè)也已經(jīng)興起，BIM專業(yè)咨詢公司開始服務(wù)于各大中小型企業(yè)。國內(nèi)BIM的發(fā)展也如火如荼，國家已經(jīng)在國家科技“十二五”計劃中談?wù)摯隧椉夹g(shù)并列入重點研究項目，除此之外，BIM還被業(yè)界人士評為“建筑信息化的最佳解決方案”。

中國大額的建筑數(shù)量決定了BIM在中國建筑行業(yè)光明的發(fā)展前景，讓管理人員看到了BIM與國內(nèi)建筑行業(yè)結(jié)合的必要性。BIM的信息整理和信息共享技術(shù)更方便了管理者們的相互交流，方便了他們對工程的控制和監(jiān)督，科學(xué)地利用人力、物力、財力資源，最大可能地為工程節(jié)省開支，避免浪費，符合國家可持續(xù)發(fā)展策略和國家資源規(guī)劃局的要求[4]。目前，國內(nèi)建筑如上海中心大廈、南水北調(diào)工程、香港地鐵等應(yīng)用的都是BIM技術(shù)。可以說，BIM技術(shù)已在國內(nèi)取得初步的成功。

5 對策分析

國內(nèi)BIM技術(shù)較國外的Autodesk Revit系列、Bently building系列、Graphisoft ArchiCAD等還是很不成熟。雖然國內(nèi)在此項技術(shù)上取得一些科研成果，但這遠遠不足以滿足市場需要。因此，研發(fā)出一套全面、系統(tǒng)且適用于中國市場的BIM系列軟件需快馬加鞭的完成，要相關(guān)科研技術(shù)人員齊心協(xié)力，共同攻克難關(guān)。

國內(nèi)研究的BIM技術(shù)將實現(xiàn)信息全球化共享，信息相互交流和管理協(xié)調(diào)。在政府相關(guān)政策的支持下，全建筑業(yè)人員會積極踴躍參與到BIM標(biāo)準(zhǔn)的制定中去。

國內(nèi)研制BIM技術(shù)的實現(xiàn)，首先需要大量專業(yè)人才。項目策劃人員負責(zé)解決BIM技術(shù)的實施應(yīng)用問題，充分調(diào)研市場需求情況，策劃從哪些角度開發(fā)應(yīng)用BIM技術(shù)。政府部分要積極配合科研團隊的工作，管理規(guī)劃好，起到引導(dǎo)支持作用。完善售后工作，軟件出現(xiàn)漏洞已是家常便飯，但許多軟件公司對漏洞的修護往往不及時、不重視，致使很多設(shè)計公司在軟件出現(xiàn)漏洞時手足無措。所以，要事先和軟件咨詢公司建立良好的合作關(guān)系，針對這一事件策劃出讓業(yè)主、設(shè)計單位都滿意的解決方案。

6 結(jié)語

路橋工程作為重大公益性項目，應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出極高的工程質(zhì)量水準(zhǔn)，基于BIM技術(shù)的施工可將現(xiàn)場狀況、方案設(shè)計、施工安排、安全監(jiān)督等方面最大限度的科學(xué)化合理化。通過研究國內(nèi)外BIM相關(guān)報道和使用情況可知這項技術(shù)發(fā)展前途無量。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)通過應(yīng)用BIM技術(shù)提高項目管理水平與企業(yè)核心競爭力，與此同時在應(yīng)用推廣這項技術(shù)時，不斷改進完善此技術(shù)，為企業(yè)帶來高效率、高利潤的工程。