BIM技術在公路工程建設中的應用

程鵬 范存樂 方三陵

中國一冶集團有限公司 湖北 武漢 430081

前言：松滋洈水旅游公路工程全長35.87km，全線共設橋梁4座，分離式立體交叉2處，下穿焦柳鐵路和江南高速公路等重難點工程。本文對該公路工程建設中BIM技術的實踐應用進行了簡單的分析，具體如下：

BIM技術在公路工程建設中應用可行性

1)提高成本管理精度

BIM三維可視化與時間維度的結合，可以開展時間維度層虛擬造價對比作業。結合相關模塊施工數據合理調用，提高成本管理精度及計算速率。

2)加大項目綜合管控能力

建設方利用BIM技術可以立體、全面分析各模塊現場施工情況。為現場平面布局調整策略制定提供依據，保證整體項目綜合管控效率有效提升。

3)降低施工變更頻率

在建設階段，公路工程建設管理方可利用BIM可視化仿真模擬技術，對各施工模塊設計結構進行預先碰撞分析。及時發現設計問題，避免實際施工階段頻繁施工變更對施工效率的影響。

BIM技術在公路工程建設中的應用

1)BIM應用服務架構設置

松滋洈水旅游公路工程的施工階段，及時采集現場施工數據信息，對工程實體與三維仿真模型虛實映射，基于BIM技術使該項目可視、可管、可控，進而促使該工程每一施工階段進度、質量、安全、現場管理等管理目標充分實現。基于上述要求，該工程施工技術人員可選擇BIM可視化模型大數據分析等技術，構建精細化、標準化工程管理體系，推動此公路建設向數字化、智能化邁進。結合該工程管理特點，可將此公路工程BIM應用服務架構工程主要包括項目業主、BIM咨詢、施工、監理、運營管理、設計幾個模塊。

在基于BIM技術的公路工程建設管理模型構建階段，為最大程度滿足上述工程業主的投資、質量、進度、現場管理的需求，施工技術人員可依據該項目“點多、線長、結構復雜、與地形地貌結合緊密”的特點，在各站點、區域間構建三維動態可視化集成信息模型。并將現場管理、質量、投資、設計、進度各模塊施工組織設計方案進行有機整合，進行可視化施工布局設置。同時利用可視化分析手段，在BIM運維管理系統、設計模型及施工管理模型中對工程進行全方位管控，以充分滿足業主管理、施工方管理及設計方信息傳遞的業務要求。

2)圖紙輸出及構件采購

CAD圖紙是現場施工的主要依據。而CAD圖紙并不能有效反映異形構件空間位置及施工流程。因此，在異形構件施工過程中，公路工程項目技術管理人員可以利用Revit Structure軟件中自動繪圖模塊，隨意剖切BIM三維模型任意位置，為實際工程實施提供良好的輔助。

單一CAD圖紙，無法保證預制箱梁現場吊裝位置及焊接形狀與設計要求相符。基于工程結構BIM模型以及地形場景建模成果，施工技術人員可利用電子沙盤，結合工程結構，融合空間地理、坐標等信息。通過三維仿真，可以任意角度查看上述工程設計圖紙中各構件之間的關系、工程與周邊環境的關系。便于施工方及相關參與方了解設計成果實施后情況。除此之外，施工技術人員還可以依據該工程個性化需求，融合更多的設計新鮮元素，在該工程BIM項目采用全線的數字實景建模+該公路工程建模的方式，在模型數據的基礎上，融入里程樁號、路線、環水保線、設計參數等參數，保證重點工程部位、關鍵工點的詳細傳輸。

此外，可利用BIM技術構建全過程鋼結構箱梁信息庫，在鋼結構預制構件生產商、施工方間搭建一個實時共享的通信信道。便于鋼結構預制構建生產廠商及時了解相關信息。

3)工程量計算及4D施工模擬

基于BIM可視化及模擬技術的工程量計算效率高、精確度高的特點。在實際公路工程實施過程中，管理部門可以利用Revit Structure軟件，構建基于立交高架橋各構件鋼筋模型[2]。通過對工程各構件工程量統計信息的分析，直接導出各模塊主要施工材料信息詳情表。如鋼筋數量、長度、直徑、生產廠家、彎起角度等。通過各模塊主要施工材料明細表準確計算，為工程施工預算及竣工階段提供依據，最大限度降低工程投資成本損耗，保證立交高架橋公路工程施工效益。需要注意的是，由于BIM技術是以計算機技術為載體的三維數據庫，任意一模型數據的修改都會影響整體模型的變化。因此，在工程造價管理過程中，管理人員應綜合考慮工程造價軟件動態特性，合理設定管理方案。

4D施工模擬主要是在Revit Structure軟件搭建的3D模型基礎上，引入時間維度，將BIM施工模型與施工進度對應，并實時對比分析模式，其可保證公路工程進度偏差問題及時發現處理。同時依據施工經驗進行任務工期概算，形成甘特圖。在此基礎上，啟動NAViswork軟件中Timeliner工具導入進度任務，將進度任務中單一基層模塊構件，以選擇集的形式進行任務名稱設置；并在進度信息、模型間設置一定關聯窗口，以便及時對比各模塊工程在任意時間點進度情況，第一時間了解各模塊施工進度偏差，保證總體施工進度調控。

總結：

綜上所述，BIM技術在公路工程建設管理中的應用可以通過管線搬遷模擬、場地施工方針、工程量輔助設計、激光三維放樣等功能的發揮，提高整體管理效率。因此，施工管理人員可采用BIM可視化及模擬技術，將整體公路工程施工數據引入BIM仿真模型中。結合BIM運維管理、設計、施工可視化分析，提高公路工程項目施工管理效率。