基于BIM 的路橋項目管理與協(xié)調(diào)應(yīng)用研究

李婷 LI Ting

（北京市常青市政工程有限公司，北京 100036）

0 引言

隨著城市化進程的加快和交通需求的增加，路橋項目在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中起著重要作用。然而，傳統(tǒng)的路橋項目管理與協(xié)調(diào)存在諸多問題，如信息不對稱、溝通不暢等，導(dǎo)致項目進度延誤和成本超支。因此，引入BIM 技術(shù)以改進傳統(tǒng)項目管理方法已成為迫切需求[2]。本論文旨在研究BIM 在路橋項目管理與協(xié)調(diào)中的應(yīng)用，解決實際問題，提高項目的效率和質(zhì)量，為相關(guān)領(lǐng)域的實踐提供參考和指導(dǎo)。

1 BIM 在路橋項目管理中的應(yīng)用

1.1 項目規(guī)劃與設(shè)計階段

在路橋項目中BIM 應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個方面：

①3D 模型的建立與可視化：在項目規(guī)劃與設(shè)計階段，利用BIM 技術(shù)可以建立精確的三維模型，并通過可視化呈現(xiàn)項目的整體結(jié)構(gòu)和布局[3]，便于項目團隊的溝通和決策。

②碰撞檢測與沖突解決：通過BIM 模型的碰撞檢測功能，可以在設(shè)計階段及時發(fā)現(xiàn)并解決不同專業(yè)之間的沖突，避免施工階段的問題和變更。

③資源與進度管理：利用BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)對項目資源和進度的管理，包括材料的數(shù)量和種類、工期計劃的制定和優(yōu)化等，提高項目管理的效率和準(zhǔn)確性。

1.2 施工階段

施工過程模擬與優(yōu)化：通過BIM 模型的施工過程模擬功能，可以模擬施工過程中的各個環(huán)節(jié)，并進行優(yōu)化，提高施工效率和質(zhì)量。

材料與設(shè)備管理：利用BIM 技術(shù)可以對施工材料和設(shè)備進行管理，包括材料的采購、庫存和使用情況的追蹤，設(shè)備的安裝和維護等，降低資源浪費和成本。

施工現(xiàn)場安全管理：通過BIM 模型的安全分析功能，可以在施工階段識別潛在的安全風(fēng)險，并采取相應(yīng)的措施進行預(yù)防和控制，提高施工現(xiàn)場的安全性。

1.3 運營與維護階段

設(shè)備信息管理：利用BIM 技術(shù)可以對路橋項目的設(shè)備信息進行管理，包括設(shè)備的安裝、維護記錄和維修計劃等，實現(xiàn)設(shè)備信息的全生命周期管理。

維護計劃與預(yù)測：通過BIM 模型的維護管理功能，可以制定維護計劃，通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測技術(shù)，提前識別設(shè)備的故障風(fēng)險，減少維護成本和停機時間[4]。

數(shù)據(jù)采集與分析：利用BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)對路橋項目運營數(shù)據(jù)的采集和分析，包括交通流量、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)等，為運營決策提供科學(xué)依據(jù)和支持。

2 路橋項目管理流程設(shè)計

2.1 確定項目的目標(biāo)和需求，明確BIM 在項目中的應(yīng)用范圍和目標(biāo)

①目標(biāo)和需求確定：與項目相關(guān)的各方（業(yè)主、設(shè)計團隊、施工團隊等）共同確定項目的目標(biāo)和需求，包括項目的質(zhì)量要求、時間要求、成本要求和安全要求等。確保所有利益相關(guān)方對項目目標(biāo)和需求的一致性和清晰性。

②BIM 應(yīng)用范圍和目標(biāo)：根據(jù)項目的特點和需求，明確BIM 在項目中的應(yīng)用范圍和目標(biāo)。例如，確定BIM 模型的層次和詳細(xì)程度，確定需要進行協(xié)同設(shè)計、沖突檢測、施工優(yōu)化等方面的應(yīng)用。

③制定BIM 實施計劃：確定BIM 的實施時間表，將BIM 的使用與項目的關(guān)鍵里程碑和時間節(jié)點對應(yīng)起來。確定BIM 實施的階段和步驟，例如模型創(chuàng)建、協(xié)同設(shè)計、沖突檢測、施工優(yōu)化等。資源分配，確定BIM 團隊成員和他們的職責(zé)，包括設(shè)計師、BIM 協(xié)調(diào)員、施工人員等[5]。

2.2 確定項目中需要使用的軟件和工具，并進行培訓(xùn)和準(zhǔn)備工作

①軟件和工具選擇：根據(jù)項目的需求和BIM 應(yīng)用范圍，選擇適合的BIM 軟件和工具。常見的BIM 軟件包括Revit、Navisworks、AutoCAD Civil 3D 等。確保所選軟件和工具能夠滿足項目的要求。

②培訓(xùn)和準(zhǔn)備工作：為項目團隊成員提供相應(yīng)的軟件培訓(xùn)，確保他們具備使用所選軟件和工具的技能。同時，準(zhǔn)備必要的硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保項目團隊能夠順利使用BIM 軟件和工具進行工作。

③管理和協(xié)調(diào)：協(xié)同設(shè)計可以幫助設(shè)計師更好地管理和協(xié)調(diào)整個設(shè)計過程。通過協(xié)同設(shè)計平臺，設(shè)計師可以對整個設(shè)計過程進行跟蹤和監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。同時，協(xié)同設(shè)計還可以幫助設(shè)計師更好地協(xié)調(diào)不同模塊之間的關(guān)系，確保整個管線系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化達(dá)到協(xié)同效應(yīng)。

2.3 制定BIM 實施計劃，包括時間表、里程碑和資源分配

①時間表和里程碑：根據(jù)項目的時間要求和工期，制定BIM 實施的時間表和里程碑。將BIM 實施過程劃分為不同的階段，明確每個階段的工作內(nèi)容和完成時間節(jié)點。

②資源分配：確定項目中需要參與BIM 實施的團隊成員和他們的職責(zé)。合理分配人力資源，確保每個團隊成員具備所需的技能和知識，并能夠按時完成各自的工作。

③BIM 實施計劃的溝通和審查：將制定的BIM 實施計劃與項目團隊和相關(guān)利益相關(guān)方進行溝通和審查，確保計劃符合項目需求和目標(biāo)，并獲得相關(guān)方的支持和認(rèn)可。

3 實例驗證

為驗證上述措施和方法的有效性，本文以某道路橋梁項目為案例進行實證研究。該項目概況包括總跨度、設(shè)計難度等，并詳細(xì)描述了設(shè)計階段、施工階段和運營階段所遇到的問題。通過采用上述措施和方法，項目團隊成功解決了設(shè)計沖突、施工困難和設(shè)施管理等方面的問題，并取得了顯著的成效[6]。實證研究結(jié)果表明，采用BIM 技術(shù)應(yīng)用的措施和方法對于提高道路橋梁項目的效率和質(zhì)量具有重要意義。本項目為某公路中的橋梁模型。

如圖1 所示，該段路全長14 公里，包含一座3 公里的橋梁，在項目的實施過程中設(shè)計團隊采用了協(xié)同設(shè)計平臺，并利用BIM 模型進行設(shè)計沖突檢測和協(xié)調(diào)。并且設(shè)計團隊使用BIM 模型進行結(jié)構(gòu)分析和沖突檢測，在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的沖突，通過協(xié)同設(shè)計平臺進行討論和解決，最終優(yōu)化了設(shè)計方案并確保了施工可行性。

圖1 道路模型展示

圖2 道橋模型碰撞檢測

圖3 鋼筋做法指導(dǎo)施工

圖4 協(xié)同管理平臺構(gòu)件屬性信息

施工團隊使用BIM 模型進行施工過程模擬和可視化指導(dǎo)。在BIM 模型中模擬了橋梁的施工過程，包括澆筑混凝土、安裝鋼筋等。通過可視化工具，施工團隊能夠更好地理解設(shè)計意圖和施工流程[7]，減少誤解和施工錯誤，提高施工效率和質(zhì)量。

運營團隊建立了設(shè)施管理信息系統(tǒng)，將BIM 模型與運營數(shù)據(jù)集成。使用BIM 模型進行設(shè)施管理和維護。通過設(shè)施管理信息系統(tǒng)，運營團隊可以實時更新橋梁的運營數(shù)據(jù)，并利用BIM 模型進行設(shè)施維護和故障排除的可視化指導(dǎo)，提高設(shè)施管理的效率和準(zhǔn)確性。

在該案例研究中，基于BIM 的高速公路拓寬工程取得了顯著的效果和優(yōu)勢。通過BIM 模型，項目團隊能夠在規(guī)劃與設(shè)計階段進行方案比較和決策，減少了后期的變更和調(diào)整。施工過程模擬和優(yōu)化提高了施工效率，減少了工期延誤和成本增加。材料和設(shè)備的精細(xì)管理降低了資源浪費，提高了資源利用效率。施工現(xiàn)場安全管理的改進提升了施工人員的安全意識，減少了安全事故的發(fā)生。把控整個設(shè)計過程，確保設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性。

然而，該案例研究也面臨一些挑戰(zhàn)。在BIM 技術(shù)應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)集成和共享仍然是一個技術(shù)難題，需要確保各方能夠有效地共享和使用BIM 模型[8]。此外，人員培訓(xùn)和溝通協(xié)調(diào)也是一個挑戰(zhàn)，需要項目團隊具備BIM 技術(shù)的專業(yè)知識，并能夠與各專業(yè)領(lǐng)域的參與方進行有效溝通和協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論

本文通過探討道路橋梁項目中BIM 技術(shù)應(yīng)用的重點和挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的措施、方法和實證研究案例，為解決這些問題提供了有效的解決方案。該研究對于相關(guān)專業(yè)人士在實際項目中的指導(dǎo)具有重要意義，同時也為學(xué)術(shù)界提供了關(guān)于BIM 技術(shù)在道路橋梁項目中應(yīng)用的新見解。基于BIM 技術(shù)的道路橋梁項目協(xié)同設(shè)計和施工優(yōu)化方法能夠有效解決傳統(tǒng)方式中存在的問題，并提高項目的效率和質(zhì)量。然而，仍需進一步研究和實踐，以進一步完善BIM技術(shù)的應(yīng)用，并在實際工程中推廣和應(yīng)用。