淺談BIM技術(shù)在路橋?qū)I(yè)的教學(xué)應(yīng)用

嚴(yán)朝成　何文靜

摘 要：BIM技術(shù)，主要是通過(guò)數(shù)字化、空間化、可視化的方式對(duì)工程項(xiàng)目的各種相關(guān)信息進(jìn)行表達(dá)。路橋BIM技術(shù)的發(fā)展倒逼路高職院校路橋?qū)I(yè)教學(xué)改革和課程體系重構(gòu)。針對(duì)路橋BIM技術(shù)在行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，探究路橋BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用，為高職路橋?qū)I(yè)人才培養(yǎng)模式改革提供新的思路。

關(guān)鍵詞：BIM;路橋?qū)I(yè);教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在我國(guó)目前的高職院校中，BIM課程的開(kāi)展已經(jīng)取得了一定的教學(xué)成果，但還是比較缺乏關(guān)于BIM課程的教育。而B(niǎo)IM技術(shù)可以給路橋行業(yè)帶來(lái)很大的幫助，不僅可以對(duì)路橋施工的過(guò)程給予直觀演示，還可以方便運(yùn)營(yíng)管理。所以在路橋類高職院校中開(kāi)展BIM課程的教學(xué)對(duì)于我國(guó)的路橋?qū)I(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，但在路橋院校中還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出關(guān)于BIM相對(duì)成熟的課程;另外，部分高職院校開(kāi)展了BIM課程，但是在教學(xué)中也只是對(duì)為建模而建模的教學(xué)，而建模在行業(yè)中僅僅是處于一個(gè)最基本的層面，不能滿足實(shí)際工程的需要。可見(jiàn)，高職院校對(duì)BIM技術(shù)的教學(xué)已有不同程度的開(kāi)展，但BIM在路橋?qū)I(yè)的教學(xué)中，成果還不夠豐富，有待深入研究。

1 現(xiàn)狀和問(wèn)題

BIM在路橋類專業(yè)和院校中的應(yīng)用，還是處于原地踏步的階段，在路橋院校中還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出關(guān)于BIM相對(duì)成熟課程，在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生接受相關(guān)知識(shí)也比較困難[1]。就算有部分高職院校開(kāi)展了BIM課程，但是在教學(xué)中也只是對(duì)建模進(jìn)行教學(xué)，而建模在行業(yè)中僅僅是處于一個(gè)最基本的層面，與實(shí)際應(yīng)用還有很大差距。

導(dǎo)致路橋類BIM課程缺乏的原因主要有以下幾方面：首先，從行業(yè)來(lái)看，公路屬于線性工程，可能是跨市跨省的，因此也會(huì)出現(xiàn)一些地質(zhì)復(fù)雜的情況，施工嚴(yán)重受到外界因素所影響，對(duì)于一些邊坡防護(hù)以及隧道等等，都無(wú)法在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)到非常精確，因此經(jīng)常會(huì)邊施工邊進(jìn)行設(shè)計(jì)的調(diào)整，在實(shí)際的施工過(guò)程中各方習(xí)慣使用傳統(tǒng)的方法來(lái)解決問(wèn)題，新技術(shù)的推廣需要有人財(cái)物，甲方、設(shè)計(jì)單位以及施工方等對(duì)于BIM技術(shù)有所抵觸，BIM技術(shù)的推廣受到一定的阻礙;其次，在高職教學(xué)方面，在過(guò)去的一段時(shí)間里，對(duì)BIM技術(shù)的教學(xué)還持觀望心態(tài)，而各軟件開(kāi)發(fā)者各自為戰(zhàn)，也導(dǎo)致高職院校對(duì)BIM技術(shù)的課程開(kāi)發(fā)無(wú)從下手;還有，BIM教學(xué)體系及課程無(wú)現(xiàn)成參考，無(wú)完善的課程大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)等，相應(yīng)的BIM實(shí)訓(xùn)室的建立也比較困難，BIM技術(shù)相關(guān)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的配置要求高，新設(shè)備需要投入的資金較多。

2 BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的思路

BIM技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用，應(yīng)該是基于路橋行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，需要進(jìn)行充分的調(diào)研，進(jìn)而確定有針對(duì)性的方案，從而開(kāi)發(fā)出適合路橋?qū)I(yè)教學(xué)應(yīng)用解決方案。

首先，從行業(yè)調(diào)研的情況來(lái)看，行業(yè)需要更加精細(xì)化的管理，隨著PPP模式和綜合管廊項(xiàng)目的開(kāi)展，BIM的優(yōu)勢(shì)和作用逐漸受到各方的認(rèn)可和重視，BIM技術(shù)也可以在路橋類行業(yè)中對(duì)成本控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，為企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，BIM技術(shù)在行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有一些成功的案例。深入分析這些成功案例，道路、橋梁、隧道等都需要?jiǎng)?chuàng)建BIM 模型，所使用的軟件平臺(tái)有：Revit、Dynamo、Civil 3D、Navisworks、Lumion等。

然后，選擇工程量合理、要素齊全的項(xiàng)目，以軟件為載體開(kāi)發(fā)教學(xué)模型，在教學(xué)中使用時(shí)，以項(xiàng)目化的方式進(jìn)行，先開(kāi)展相關(guān)載體的基礎(chǔ)性應(yīng)用教學(xué)，然后讓學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中管理項(xiàng)目，升華學(xué)習(xí)者所掌握的施工技術(shù)管理技能。根據(jù)高職院校辦學(xué)特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，將BIM路橋施工技術(shù)教學(xué)模型投入到實(shí)際教學(xué)中，確定合理的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建新的課程體系，深化BIM技術(shù)與傳統(tǒng)課程內(nèi)容的結(jié)合。

3 BIM橋梁教學(xué)模型的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐

運(yùn)用 BIM 相關(guān)載體創(chuàng)建參數(shù)化模型，整合工程的各類相關(guān)信息，并確保在項(xiàng)目建造過(guò)程中的有效共享和傳遞，促進(jìn)各參與方準(zhǔn)確和高效理解設(shè)計(jì)意圖及項(xiàng)目信息，為建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，提高生產(chǎn)效率，縮短工期，節(jié)約成本[2]。

3.1 BIM建模

模型按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采取雙向四車道，設(shè)計(jì)速度 100 km/h，大橋 1座。

3.1.1 技術(shù)路線

本次建模經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)論證，最終解決方案的軟件載體為Revit、Dynamo、Civil 3D、Navisworks、Lumion 等，具體如下表：

3.1.2 BIM構(gòu)件庫(kù)的建立

BIM 構(gòu)件組建的過(guò)程按照一定原則進(jìn)行操作、編輯、定位后進(jìn)行組合。主要利用 Revit 軟件進(jìn)行該項(xiàng)目 BIM 構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建。構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建有利于提高整體模型的創(chuàng)建效率，同時(shí)這些基礎(chǔ)構(gòu)件族可以重復(fù)利用[3]。

3.1.3 參數(shù)化建模

當(dāng)形成龐大的構(gòu)件庫(kù)以后，如何讓構(gòu)件形成千姿百態(tài)的形態(tài)以及如何將這些構(gòu)件組裝成項(xiàng)目是需要考慮的問(wèn)題。一個(gè)公路工程項(xiàng)目是帶狀（亦稱線狀）工程，其間路橋隧一次交替分布， 如果所有構(gòu)件都通過(guò)手動(dòng)去建模，手動(dòng)去確定尺寸以及位置，工作量將會(huì)非常龐大，也常常會(huì)出錯(cuò)，這樣傳統(tǒng)的建模方法已經(jīng)不滿足公路工程的建模需求，因此必須尋求突破，考慮到用計(jì)算機(jī)代替部分工作，讓其自動(dòng)控制構(gòu)件族的形態(tài)，只需將構(gòu)件信息儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)即可，讓計(jì)算機(jī)讀取這些數(shù)據(jù)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化控制，進(jìn)行智能參數(shù)化建模。

3.2 BIM模型應(yīng)用

模型信息在模型和平臺(tái)中均有顯示，一般在平臺(tái)進(jìn)行編輯和操作。模型主體創(chuàng)建完成后，在教學(xué)應(yīng)用中，通過(guò)載體Navisworks，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工工藝可視化和施工仿真分析，通過(guò)載體Lumion加載場(chǎng)景、人、車輛，實(shí)現(xiàn)路橋模型的全景動(dòng)畫(huà)，將BIM技術(shù)與傳統(tǒng)橋梁施工課程有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

4 結(jié)語(yǔ)

路橋BIM模型包含了構(gòu)件幾何信息、施工工藝信息、管理信息等，工程質(zhì)量、進(jìn)度、材料、安全、造價(jià)等信息有機(jī)融合，讓工程技術(shù)人員能夠主動(dòng)參與到項(xiàng)目管理中來(lái)，從而推動(dòng)項(xiàng)目向智慧建造的方向發(fā)展;BIM技術(shù)也將促進(jìn)高職路橋?qū)I(yè)的教學(xué)改革和課程體系的重構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)朝成.高職路橋?qū)I(yè)BIM技術(shù)研究現(xiàn)狀和對(duì)策[J].交通科技與管理，2020（03）.

[2]周艷，張志.對(duì)BIM信息在項(xiàng)目全生命周期有效傳遞和共享的探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（05）.

[3]嚴(yán)朝成.基于BIM技術(shù)的路橋?qū)I(yè)施工技術(shù)教學(xué)模型研究[J].職教與經(jīng)濟(jì)研究，2020（03）.