基于BIM技術(shù)的橋梁可視化施工應(yīng)用探究

黃遒

摘 要：圍繞BIM技術(shù)在橋梁可視化施工的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，概述了其基本定義，從施工準(zhǔn)備階段以及施工實施階段兩方面分析其在施工流程的運(yùn)用，并對其在橋梁施工的可視化管理進(jìn)行總結(jié)，以期促進(jìn)橋梁工程建設(shè)信息化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 橋梁工程 可視化施工

自上世紀(jì)90年代以來，我國橋梁建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計，目前我國公建設(shè)公路橋梁80.53萬座。我國橋梁工程建設(shè)技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，據(jù)相關(guān)資料顯示，截止2017年，已建與在建斜拉橋主跨長度排名世界前10名中，有6座在中國。目前，我國橋梁建設(shè)中的信息化水平有待提升，研究BIM技術(shù)下橋梁工程建設(shè)對促進(jìn)我國橋梁工程建設(shè)發(fā)展具有重要意義。

1.BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)涉及數(shù)據(jù)、過程、共享與管理四方面內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)集成技術(shù)與軟件互操作技術(shù)。數(shù)據(jù)集成并將不同來源格式的數(shù)據(jù)在邏輯上進(jìn)行集中，為企業(yè)提供全面數(shù)據(jù)共享。互操作技術(shù)促使分布應(yīng)用設(shè)備借助各項信息實施協(xié)調(diào)，從而達(dá)到共同的目標(biāo)。傳統(tǒng)的CAD圖紙依賴人腦幾何處理構(gòu)建建筑實體形象，在建筑實體不大的情況下可用人腦形成建筑物輪廓。而通過BIM模型能模擬建筑物實體，大大節(jié)省構(gòu)建模型這一過程，促使建立的施工模型更真實、形象。在設(shè)計階段，利用模型可以直觀展現(xiàn)設(shè)計意圖，在招投標(biāo)階段，利用可視化可與業(yè)主溝通施工方案。模擬是BIM技術(shù)最具應(yīng)用價值的功能，其模擬建筑在實際環(huán)境中的操作，驗證某項活動的實施性能。通過模擬展示施工詳細(xì)過程，提高施工的科學(xué)性。

2.BIM技術(shù)在橋梁可視化施工中的運(yùn)用

2.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備階段指施工單位與業(yè)主簽訂施工合同到開工期間。但橋梁工程項目中，施工準(zhǔn)備階段貫穿全過程。橋梁工程施工準(zhǔn)備階段主要任務(wù)是為工程順利開展籌備必要的技術(shù)及物質(zhì)條件，包括聯(lián)系相應(yīng)供應(yīng)商及分包隊伍、規(guī)劃安排施工人力資源與施工場地等。BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段的具體應(yīng)用為：施工深化設(shè)計、施工現(xiàn)場臨時設(shè)施規(guī)劃及大型預(yù)購件加工運(yùn)輸。涵蓋了資料準(zhǔn)備與操作流程環(huán)節(jié)。

資料準(zhǔn)備階段的工作包括設(shè)計施工圖建筑信息模型、施工機(jī)械設(shè)備選型、相關(guān)設(shè)計規(guī)范、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備條件等。必須注意的是，BIM建模當(dāng)中所應(yīng)用到的材料，如二維設(shè)計圖、圖片資料和文字說明都是真實有效的，設(shè)計階段所提供的信息也需要滿足不同要求下的三維模型所提出的相關(guān)要求。三維模型的創(chuàng)建，需要借助于三維軟件來構(gòu)建起專門的標(biāo)高、坐標(biāo)以及軸網(wǎng)等，按照提供的資料繪制模型圖。還需要滿足不同深化目標(biāo)的服務(wù)需求。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析后，對比分析構(gòu)件的算量，或者需要為特殊材料制定獨特的明細(xì)表。工程算量的實施流程則是包含了不同部分，如準(zhǔn)備模型、過濾條件，提取信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)等。

橋梁工程項目受地質(zhì)環(huán)境等因素影響較大，大量施工臨時機(jī)械需進(jìn)入現(xiàn)場，受施工材料、場地限制，施工方案在編制后常出現(xiàn)調(diào)整情況。操作流程包括收集、整理施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)、完善施工作業(yè)模型，確保模型規(guī)范程度。

2.2 施工實施階段

施工實施階段指工程開工至竣工全過程，此階段主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各方在指定時間履行合同約定全部施工作業(yè)內(nèi)容。

借助BIM技術(shù)設(shè)計的橋梁施工可視化應(yīng)用框架，其應(yīng)用有兩種表現(xiàn)形式：只是建立相應(yīng)的三維模型，在這個應(yīng)用平臺上順利開展各項活動可視化工作；各項施工信息在三維模型上展示出來，并利用其它軟件把信息導(dǎo)入到相應(yīng)的軟件平臺內(nèi)，順利實現(xiàn)各種獲得可視化管理。橋梁結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且龐大，其可視化操作流程與普通施工有一定的差別，具體應(yīng)用流程見圖1。

一方面，要依據(jù)施工數(shù)據(jù)制作相應(yīng)的CAD圖，順利完成繪圖工作后，技術(shù)人員根據(jù)圖紙建立相應(yīng)的三維立體模型，并開展碰撞檢測，進(jìn)一步校驗圖紙設(shè)計的可行性。另一方面，根據(jù)涉及圖紙信息及建立的三維立體模型，建立施工結(jié)構(gòu)模型，逐步完善施工環(huán)節(jié)的布局。在上述工作順利完成后，把模型導(dǎo)入動態(tài)管理系統(tǒng)內(nèi)完成施工管理工作，最終利用可視化形式將施工管理流程展示出來。與此同時，三維立體模型作為橋梁實體工程的仿真模型，如果發(fā)現(xiàn)問題，可選取模型為例展開分析，進(jìn)一步縮小研究人員和施工人員之間的距離，提升他們的溝通效率。因為在BIM模型當(dāng)中涉及到很多的信息，需要對這些信息進(jìn)行篩選，從中得到有用的信息。再次，信息的提取，導(dǎo)出過濾后的信息，并要將信息的格式進(jìn)行統(tǒng)一處理與分析，從而得到最終的數(shù)據(jù)和結(jié)論。

3.BIM技術(shù)下橋梁施工可視化管理

橋梁工程屬于高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑，需要龐大的專業(yè)圖紙，采用BIM技術(shù)可以把所有的工程信息都集中到以模型為基礎(chǔ)的協(xié)同平臺上，按照圖紙來進(jìn)行精細(xì)化的建模，并將工程中的各項信息都添加到BIM模型當(dāng)中，并明確在不同階段不同主體應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任。每個參與者都明白自己在BIM模型構(gòu)建和應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任，讓不同主體有機(jī)結(jié)合起來，更好地完成配合，促進(jìn)BIM計劃的實施。

BI M技術(shù)在工程計量中的應(yīng)用，可大大提升工作效率。以往橋梁工程計量統(tǒng)計中，工程造價以excel文檔形式保存使得數(shù)據(jù)孤立存在，為后期結(jié)算造成了困難。BIM數(shù)據(jù)庫覆蓋項目生命周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)，利用BIM在工程量統(tǒng)計建立建筑信息模型中材料與價格的鏈接，減少很多人工消耗。借助BIM技術(shù)有利于打破二維平面管理模式的不足之處，把施工進(jìn)度、設(shè)備成本、人力資源等信息進(jìn)行動態(tài)管理，依托4D形式展示出來，提升整個施工階段的信息化程度，確保多目標(biāo)、多階段之間的更好的協(xié)調(diào)工作。

通過BIM技術(shù)開展橋梁施工可視化管理，主要功能展現(xiàn)在下列方面：（1）可視化交底：依托BIM構(gòu)建的模型視頻借助施工管理平臺傳送至現(xiàn)場施工人員的手機(jī)APP終端，用于更好的指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提升現(xiàn)場施工管理效果。（2）開展進(jìn)度管理：建立的BIM模型與設(shè)計的施工進(jìn)度計劃存在密切的聯(lián)系，并把實際施工進(jìn)度和計劃進(jìn)度相關(guān)聯(lián)，組成空間和時間結(jié)合起來的4D模型，做好施工進(jìn)度的監(jiān)督工作。（3）做好成本管理：根據(jù)制定的施工計劃與實際施工進(jìn)度，合理推算資金用量及其后續(xù)資金使用量，促使成本達(dá)到動態(tài)化管理的效果。（4）開展施工模擬：對三維立體模型構(gòu)建過程中，根據(jù)模型構(gòu)造情況逐步優(yōu)化施工方案，并涉及合理的施工流程，做好施工各環(huán)節(jié)模擬工作。（5）做好物料管理：依托二維掃描技術(shù)，依托BIM平臺把材料數(shù)據(jù)和三維立體模型關(guān)聯(lián)起來，隨著施工現(xiàn)場材料不斷使用，并與BIM模型展開比較，可以迅速掌握施工材料使用情況及后續(xù)需求，確保物料達(dá)到動態(tài)管理與監(jiān)控的效果。（6）開展質(zhì)量安全管理：依托建立三維立體模型，對現(xiàn)場施工過程進(jìn)行模擬，便于發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，并對極易發(fā)生安全隱患的施工點進(jìn)行把控，組成更為完善的施工方案，提升橋梁工程施工質(zhì)量及安全性。

4.結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)已經(jīng)在工程建設(shè)行業(yè)得到廣泛的使用，其依托三維信息技術(shù)，集成項目不同階段的信息構(gòu)建相應(yīng)的三維信息模型，更好的完成項目規(guī)劃、設(shè)計、施工等方面工作，促使項目施工環(huán)節(jié)均在可視化條件下展開，提升整個工程的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)：

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