BIM技術在城市立交橋施工中的應用

趙小鵬

中鐵大橋局第七工程有限公司，湖北武漢 430000

所謂BIM技術，也就是以BIM理念為基礎而發展出來的建筑施工以及技術管理中的一種新型信息工具。該技術是由西方發達國家首先提出的，目前在世界范圍內得到了廣泛的應用，得到了很多成功的應用經驗。而我國對BIM技術應用雖然還處于初期階段，但已經得到了建筑行業以及相關政府部門的高度關注，具有良好的發展前景。BIM技術就是通過建筑工程信息模型的構建，在模型中高度集成建筑工程在其全壽命周期所涉及的各種物理特征、幾何特點以及各種功能，為建筑工程開展全壽命周期的信息化管理提供平臺基礎，從而提高施工的效率，加快施工進度，降低施工的成本投入，實現建筑工程管理技術的精細化和現代化。本文將以某城市的立交橋工程的施工為例，分析BIM技術在立交橋施工中的應用。

1 概述某城市立交橋工程

某市的立交橋工程采用的半定向結合單苜蓿葉型的全互通結構，整體工程共計三層半。該城市立交橋工程建設內容除了沙井和南站的主線橋部分外，還包括8條A-H匝道，掉頭車道、地面輔道和人行道各4條，此外，還有配套的交通照明、綠化、景觀以及排水設施。該工程需要在市區范圍內進行建設，在工程周邊地區存在較多的建筑物和地下管線，因此，對施工周期以及施工技術都有較高的要求，增加了深基坑開挖等各項施工的難度。因此，在該工程中應用了BIM技術，通過信息化的技術手段來為工程的施工建設創造更好的條件，并提高立交橋工程的施工管理水平。

2 BIM技術在某城市立交橋施工中的應用分析

2.1 BIM技術在施工準備階段的應用

2.1.1 應用BIM技術對設計圖紙進行可視化轉化，做好技術交底工作

應用BIM技術可以在工程設計階段和施工準備階段構建主體以及相關配套工程的三維數字化模型。與傳統的2D套圖相比，BIM技術所構建的3D模型具有較高的可視性，能夠在建模階段及時發現建筑構件間存在的設計高程、具體尺寸和平面位置差等問題，使施工準備階段的圖面檢討工作更加精確高效，同時在準備階段能夠及時解決這些問題，也有效地減少了工程在施工中的風險因素。通過應用BIM技術對該工程項目的設計方案進行可視化檢驗，設計方案中的多處錯誤被發現，例如，在C匝道的設計中存在支座墊石的大小問題、在H1匝道的設計中存在橋臺支座的偏差問題以及在E匝道部分的設計中存在箱梁鋼筋和波紋管之間存在碰撞問題等。BIM技術的可視化為設計方案的變更以及優化溝通提供了便利條件。工程項目的各參與方都能夠通過可視化的三維數字信息模型直觀地了解項目在設計施工中的狀態和存在的問題，從而有效地促進了溝通效率的提高。

2.1.2 應用BIM技術計算工程量

在過去的工程量計算工作中，主要是利用CAD技術形成平面圖紙，再通過計算機或者人工方式進行計算，計算的效率比較低，也很容易出現計算誤差。而BIM技術的應用極大地提高了工程量的計算準確性和計算效率。利用BIM模型可以簡便快捷地對混凝等級、構件標高以及混凝土的方量設計等信息進行提取，并利用工程模型進行局部或者整體工程量的計算。還可以根據模型構件的類型和名車等多工程進行數量統計或者工程量計算等，不僅提高了數據計算的準確性和可追溯性，而且能夠自動生成材料清單，降低了人工作業的強度，提高了工程管理的效率和水平。

2.1.3 應用BIM技術對立交橋工程的拆改方案進行優化

在該工程項目的建設中應用BIM技術，以真實數據為基礎構建三維場地模型，從而實現對工程周邊地區的拆遷方案、道路環境以及通行條件等因素進行綜合性的分析的目的。通過在BIM軟件中輸入真實的場地環境數據，形成了在施工各個階段的交通組織計劃以及施工圍擋方案，有效地提高了方案的可行性，為施工的管理人員拓展了思維空間。

該項目在實際實施時遇到了很多的干擾因素，例如在立交橋的沙井南站部分遇到了拆遷難題，而在施工現場的管理中也遇到了行人以及電動車隨意穿行施工區域等問題。由于項目施工的復雜性，造成拆遷以及交通組織管理的前期規劃方案難以有效實施。因此，為了解決這些實際問題，需要對原有方案進行修正，而BIM模型的易修改以及參數化特點為方案的優化改進提供了便利條件。利用BIM模型，可以按照現場的實際情況對交通組織以及施工圍擋等參數進行及時的更新和修改，這樣就可以在保持原工作基本面的基礎上，對各施工節點進行優化，通過盡可能少的遷改來提高施工組織以及拆遷效率，為立交橋工程的順利施工奠定了良好的基礎。

2.2 BIM技術在城市立交橋工程現場施工階段的應用

2.2.1 BIM技術在現場施工的管理工作中的應用

應用BIM技術對立交橋工程的現場施工進行管理主要是利用BIM模型來對施工現場的整體情況進行可視化呈現，從而提高施工管理的直觀性。BIM模型可以將現場施工中所涉及的各種場地布置、線路安排以及臨時性的設施等都通過三維方式在電腦中呈現，這樣管理人員就能夠通過模型來準確掌握現場施工的具體狀態。而且還可以選擇模型局部并點擊，可以更加詳細地掌握該區域的高程設置、設備狀態以及現場施工安排等各種細致的屬性信息等。BIM模型的可視化呈現為現場施工的規范化管理提供了便利條件，對于保證施工的順利進行和施工安全都具有重要的意義。

過去在施工過程中使用的二維場地布置平面圖難以及時呈現施工現場的動態變化，而BIM技術可以根據施工方案以及施工進度要求對施工場地進行模型構建，這樣施工管理人員就可以事先在電腦中利用BIM模型來對現場的空間布局以及設備安排等進行模擬，提前發現現場調配中可能存在的問題，從而更好地保證施工的安全，為施工的順利進行創造條件。

此外，立交橋工程的施工是一個動態過程，施工現場需要根據施工的實際情況而進行相應的調整。而BIM技術的應用就可以通過可視化模擬及時根據現場施工的具體情況而對模型中的參數進行更新，這樣就可以對現場施工進行動態管理。此外，應用BIM模型還可以對施工人員以及機械設備的進場以及調配進行優化，并提高現場施工管理的規范性和科學性。

2.2.2 BIM技術中虛擬漫游功能的應用

BIM技術還可以以這個數據為基礎，對立交橋項目進行幾何建模并導入模型，從而構建一個虛擬場景，使管理人員可以通過電腦來獲得對項目結構以及其周圍環境的體驗感受，還可以獲得駕駛員角度的道路體驗感受。BIM的虛擬漫游技術主要是通過連接多個場景來對現實環境進行模擬，構建三維全景效果，同時利用音頻、視頻以及文字圖片等多項目進行多元化的呈現。項目管理人員不僅可以對該三維場景進行瀏覽，還可以簡便的通過電力數據來了解其中某一局部的細節信息。

此外，虛擬漫游還能夠為判斷地下管線走向提供便利條件，從而在施工過程中減少對地下管理的影響。通過漫游立交橋項目的污水以及雨水管道，管理人員可以對其高程數據等加以檢驗符合，判斷其與建筑結構是否存在沖突，從而對設計方案進行優化。

2.2.3 BIM技術在施工協調管理中的應用

在現代化的立交橋工程中所涉及的參與單位比較多，相關的信息數據也十分復雜，因此，應用BIM技術可以將工程項目的各種數據信息高度集成在一個平臺中，為各方的協調和管理創造良好的條件。在BIM平臺中可以集成立交橋工程的地理信息、各種云服務功能以及模型格式，為項目的全周期管理提供技術支持。在該城市立交橋項目中應用BIM技術進行施工管理，提高了管理統一性和規范性，為保證施工質量奠定了堅實的基礎。

3 結語

隨著技術的不斷進步，我國建筑行業也必須加快現代化發展的速度才能適應越來越激烈的市場競爭環境，因此，建筑企業要積極應用先進的施工技術，提高自身的技術能力和管理水平。而BIM技術是建筑領域中的又一次重大技術創新，其通過對網絡信息技術的綜合運用，不僅提高了設計圖紙和施工方案的可視化程度，優化了工程建設的拆改疏散方案，而且使城市立交橋工程的現場施工更加高效有序，極大地促進了施工效率的提高，更好地保證了施工進度的順利推進，從而保證了施工的質量和安全，對我國建筑行業整體的現代化發展具有十分重要的意義和作用。