BIM技術運用于市政橋隧工程中的創新研究

夏昌猛

（六盤水市規劃設計研究院有限責任公司，貴州六盤水 553000）

0 引言

BIM技術是一種數據化的手段，它可以保證在項目規劃、運行、維護的全過程中，實現對橋梁、隧道等各個環節的信息的共享和傳輸。利用有關建筑工程的數據為模型，可以進行模擬建模，顯示出建筑物的實際形狀和信息，與傳統的繪圖、測繪相比，更加直觀。此外，BIM技術還可以將數據信息整合到建筑施工管理中，極大地提高了橋梁隧道的設計和施工效率，同時也能有效地規避風險。21世紀以來，我國政府出資建設的大型城市橋梁、隧道工程大都采用BIM技術，并隨著BIM技術的發展和成熟，其應用范圍逐漸擴大，BIM技術是一種新的商業模式變革。

1 BIM技術在路橋隧施工中的應用優勢

傳統的建筑管理模式是平面和二維的，比較抽象。與傳統的管理方式相比，BIM技術可以將三維的效果展示給用戶，通過BIM技術，可以清晰地展示出施工中的每一個細節。既便于施工方檢查、操作，又讓業主對工程的情況有了更多的了解。BIM技術現已在施工階段得到了廣泛的運用，其價值日益顯現，管理者可以將施工進度、質量、安全、費用等一系列的管理工作結合起來，利用BIM技術將多個專業、多部門的工作有機地結合起來。極大地提高了作業的工作效率，降低了返工的數量，節省了工程造價，保證了工人的人身安全[1]。

傳統的建筑管理方式是以圖紙為導向的，如果設計圖有了變化，就會導致工程的返工次數增加，甚至有可能造成工程損失。此外，工程建設中往往會出現一些不可預見的突發事件，若不事先做好計劃，將會導致大量的人力、物力資源的浪費。利用BIM技術，可以提前模擬施工中的關鍵問題，并對其進行優化。BIM技術是一種強有力的數據庫，能有效地規劃和組織施工全過程，保證工程的正常進行，哪怕是一些信息突然變化，也可以單獨標注。此外，有些工程的保密性很強，在施工中往往會保存某些關鍵的第一手信息，以加強其保密，利用BIM技術，可以把這些數據轉化為數據，再輸入數據庫中，形成一個三維的模型，供管理者隨時查閱。另外，可以對工地進行拍攝，并將其上傳到模型中，這樣既可以重現施工過程，同時也可以幫助企業在工地上進行管理和糾偏。如果是比較昂貴的機器，我們可以將材料和材料的數據輸入三維模型中，方便以后的數據處理。

立體模型作為物體多邊形的一種表現形式，具有直觀、立體性和可視化等特點，因此，在公路橋梁施工中，需要借助3D建模技術來實現。利用BIM技術，可以使工程人員用4D仿真的方法，把工程設計圖和施工次序，栩栩如生地展示，并根據用戶的需求對模型進行修正，這讓路橋的精度得到了極大的提升，比起以前的平面設計更加方便和嚴謹[2]。另外，利用3D渲染技術，可以參考其他類似項目的施工方案，并與其他項目進行比較，通過反復計算，得出了優化的施工工藝。BIM技術還有一個很大的優勢，那就是它可以將所有的信息都集成到一起，在中標后，根據各方面的需求，建立一個BIM初步數據庫，利用6D技術，可以快速處理。利用資料庫，可以清晰地掌握施工過程中材料、人力的使用狀況，并能及時地對施工狀況進行調整，是對施工進度進行科學的控制。以往，在公路橋梁工程中，資料的集成一直是一個難題，因為電腦技術還沒有發展起來，所以只能依靠人工進行測量，不但要花費大量的人力，但由于BIM技術的強大，可以將橋梁的信息輸入軟件中，形成一個模型，可以清晰地看到工程的狀態。通過對BIM技術的全面集成，可以迅速獲取施工過程中的海量數據，使項目經理能夠根據BIM技術調整項目進度。調整規劃科，使各種資源得到科學的整合，從而達到節約能源、保護資源、減少浪費的目的。

總之，BIM技術與工程項目管理相結合，形成了一個完整、透明的數據分享機制，為項目相關方提供了一個平臺，可以方便地查詢數據和信息，為協作管理提供了一個平臺。BIM技術與傳統的建筑管理方式相比，具有很大的差異，BIM技術能夠讓參與方得到更好的工作分配和組織，從而有效地解決了傳統施工中存在的管理效率低下和技術交流困難等問題。

2 BIM技術在路橋施工階段的實際應用

2.1 促進橋梁施工過程中的協同合作

橋梁施工是一種非常復雜的工作，涉及設計、施工、材料供應等多個方面，各單位的工作都會對橋梁施工的最后施工造成一定的影響。以往，由于各部門間缺乏交流，協調工作效率低下，將直接影響到橋梁建設的效益，這將在一定程度上影響到建設成本和最終的質量。BIM技術的運用，使所有的參加者都能在自己的權限范圍內，將有關的資料錄入自己的管理系統中，通過對各自的數據進行查詢，實現數據共享，協調生產。正確運用BIM技術，能夠有效地管理橋梁項目的目標管理、成本管理和質量管理，這對橋梁建設具有重要的作用。

2.2 優化施工管理

利用BIM技術進行施工仿真，可以實時地對施工過程進行實時的指導，使施工人員對施工工藝、工藝、安全隱患等有一個全面的認識，這樣既可以有效地解決施工中出現的各種問題，又可以有效地減少施工中出現的問題。通過對橋梁工程建設過程中存在的問題進行早期發現，并采取相應的措施處理問題，從而使傳統的管理方式發生變化，從“被動管理”到“主動管理”，大大簡化了施工現場的管理，減少了事故的發生[3]。比如，在某項目的施工中，對鋼箱梁進行了管理，將鋼箱梁分成6種，標準梁有A、B、C3種，其中的F型合攏部分，E級鋼筋混凝土，D級特鋼，每一塊鋼箱梁在施工現場都要完成拼裝、焊接、螺栓連接等工序。同時，要仔細地考慮到制作順序、存放位置等諸多因素，一旦出現差錯，就會限制工程的進度，嚴重影響工程的正常進行，在傳統的物料管理中，使用Excel表來進行。同時，運用BIM技術實現了對鋼箱梁材料的可視化和動態管理，對鋼箱梁的材料進行了全面的了解，并進行了科學的管理和記錄。在橋梁施工過程中，可以極大地減輕由鋼箱梁追蹤而帶來的應力，使施工人員能夠及時了解鋼箱梁的情況，加快工序的銜接，從而提高工程質量。

2.3 BIM技術在大型復雜工程中的應用

BIM在公路橋梁施工，特別是在大型、復雜的項目中，在設備安裝、設備管線安裝等方面具有顯著的應用價值。在制訂工程規劃、設計時，由于BIM路橋的基礎構件如樓板、墻體等為有機結合體，應嚴格按照規范的要求，將其分解為不同的結構構件，分別由不同的廠家自行制造，再根據事先設計好的圖紙進行加工和組合。在采用BIM技術時，必須嚴格按照工廠的生產工藝和統一的設計規范，對零件進行合理的拆分，保證多個零件的拆分，并盡量做到規范。

一方面，BIM技術能滿足項目的實際需要，另一方面也能有效地提高工廠的生產效率。預制件運輸到路橋組裝工地后，必須進行現場組裝。在確定了BIM部件分解設計的基本原理后，建立了一個深化的立體路橋模型，并將其分解為可供不同廠家直接加工的預制件，從而有效地完成了預制件的組裝和加固。BIM的分解設計能夠更完整、直觀地反映出各基本單元之間的聯系，并使其更好地進行分解，從而減少了平面圖的設計盲區，減少了結構設計中的錯誤發生，保證了模型轉換中的數據和信息的完整性和精確度，使其在裝配式橋梁的設計和安裝中發揮其優越性[4]。

2.4 算量方面的相關技術

實現了信息的共享，達到了科學的協同管理目標。例如道路橋梁項目，它對功能、結構等有較高的要求，地面地區的道路橋梁體系規模較大，要對各部件進行正確的處理，并做好信息共享，使其在工程結構中起到很好的協調作用。在這段時間內，可以通過BIM技術建立信息共享平臺，進行合理的協同和管理，實現信息共享，提高工作效率，提高企業的經營管理水平。要正確地進行精細管理，并根據BIM技術的使用特征和規律，進行相應的管理。在這段時間內，企業可以建立專業BIM技術的精細管理系統，實現對數據的自動更新，實現對橋梁各部門的信息和數據的智能化管理，改變以往工程資料的管理方式和方式，使之成為一個精細的控制系統。BIM技術在實際應用中涉及大量的資料，有關部門可以利用這些資料對工程造價和其他項目進行有效的管理，通過BIM數據端和相應的數據終端之間的連接，可以將各種成本、材料、管理、管理等數據運用到BIM數據中，正確地進行數據的校驗和更新，使相關的參考工作得以合理地進行。精細的管理和動態的項目費用。在建設階段，通過構建5D模型，對工程造價進行精細的分析，精確地對各個時間節點、工區、各工序的工程量進行精確的核算，并根據企業的定額，確定施工費用與各構件在施工過程中的中標單價之間的對應關系，以達到對項目成本的精細化管理。以往，工程完工后，施工單位很難掌握工程的盈利情況，一旦出現虧損，就很難對其損失的部位和原因進行分析，利用BIM技術對工程造價進行動態管理，并與施工進度相結合，及時分析和統計BIM，從而達到對工程造價的動態管理。在設計變更時，可以及時調整BIM，快速地判斷出設計變更前后的費用變動，從而對工程造價進行動態管理[5]。

2.5 節能環保

BIM技術不僅可以在建筑全壽命周期內發揮更大的作用和優勢，更能突出其在綠色建筑設計中的優越性，符合國家的“綠色發展”方針。除了以上提到的優點和作用之外，它還可以分析建筑物的性能和作用，特別是對環境能源的利用效率、利用物理技術判斷采光位置、使用建筑材料的耐久性等。此外，BIM技術還可以降低能源消耗，還可以根據視覺、聽覺等因素，自動判斷燈光的位置，從而達到節能和環保的效果。從當前中國建筑市場發展的總體趨勢、消費者的需求、政府對建筑材料、施工方法等方面的支持，未來綠色建筑必將成為建筑產業的主要組成部分。所以，將BIM技術引入工程建設中，可以充分利用BIM技術在施工前期的環境預報，特別是對能量的監控。BIM技術可以合理、科學地安排能源、水資源等資源的使用，使太陽能、光能、風能等綠色能源得以充分利用；同時，BIM技術在建設項目中的應用與支撐也是實現綠色建筑發展的必由之路。因此，降低環境污染，合理利用綠色能源，是建設綠色建筑的有力支撐。

2.6 工程造價管理

由于工程造價管理中的不確定性因素比較多，常規的項目管理方法很難對其進行全方位的干預，從而導致了工程成本的管理效率低下，其主要表現為工程項目的詳細設計與實際工程的不同和不同，在工程建設中，由于設計變更或隨意變更工程項目所引起的費用變動，設計圖紙、工程量清單往往與施工階段提出的工程量存在差異。將BIM技術與網絡信息技術相結合，實現了工程項目成本的統一管理，運用大數據技術構建了一個數據庫，實現了成本信息的共享，也可以在線修改數據。

各地的清單計價是項目成本中的一個重要環節，BIM軟件能夠將項目所需要的項目清單資料輸入，使以后的項目能夠順利進行。在市場行情變化的時候，可以適時地做出相應的調整[6]。另外，BIM技術中的動態調節功能，可以根據現場的實際情況來調整數據，保證數據的準確性和可靠性，既可以保證成本的控制，又可以保證各種數據的核對和比較，從而實現了對工程造價的有效控制。

3 結語

綜上所述，BIM技術的發展，主要是為了在市政橋隧的建設和施工中，起到一定的作用。目前，該技術已在國內公路橋梁工程建設中初見成效，并在實踐中逐步完善，對我國市政橋隧工程的建設產生了較大的變化，同時也使有關的企業發生了相應的變化，實現可持續發展。