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【摘要】在施工機械的不斷優(yōu)化升級和CAD、Project等工程輔助軟件的協(xié)助下，工程質量得以提升。然而工程施工管理中的大量問題依靠傳統(tǒng)的技術和工具仍無法解決。文章介紹在墨臨高速公路地約科1號大橋工程施工過程中，通過結合bim技術，完成了項目的三維建模、碰撞檢查和制作施工模擬動畫等工作，為橋梁施工全過程的管理決策提供了有力依據(jù)，并促進了施工管理水平的提升。

【關鍵詞】BIM技術;公路橋梁工程;三維建模;工程施工管理

目前，由于我國基礎建設工程規(guī)模的日益增加和擴大，結構和形式愈加復雜，尤其是超大型的工程項目層出不窮，使得企業(yè)和工程項目單位面臨著巨大的信息技術投資和使用風險、管理風險和信息技術應用風險［1］。但是，當前的管理模式和信息化的手段都已經(jīng)無法很好地適應我國現(xiàn)代化工程建設的實際發(fā)展需求。如何充分應用BIM信息技術，從根本上有效地解決建筑全生命周期中各專業(yè)技術系統(tǒng)間的信息聯(lián)系出現(xiàn)斷層的問題，從傳統(tǒng)的設計、施工技術的應用到管理全面提高信息化水平和信息技術應用的效果，已經(jīng)成為建設單位和企業(yè)的迫切發(fā)展需求。本文以地約科1號大橋的實例應用為基礎和依托，為BIM技術在建筑工程施工質量管理實踐過程中的發(fā)展和應用研究提供了理論思路、體系和實踐過程，分析了其優(yōu)缺點，總結了其應用的障礙，提出了其發(fā)展方向和建議，具有一定的前瞻性理論技術研究價值和重要的現(xiàn)實意義，能夠為企業(yè)如何運用質量管理實踐和開展后續(xù)的研究工作提供參考。

1工程概況

墨臨高速公路地約科1號大橋位于墨江縣地約科村，工程項目具有墩高且跨徑大、橋梁上部結構復雜、施工場地小等難點。高墩施工集中在3#、4#、5#、6#墩處，主要施工方法為爬模法施工與滑膜法施工。本橋位于整體式路基段，最大橋墩高93．4m。橋梁起訖點樁號為K5+643～K6+098，橋梁總長455m，跨徑布置為(3×30m預應力混凝土T梁)+(72m+125m+72m波形剛腹板連續(xù)鋼構)+(3×30m預應力混凝土T梁)。單幅橋標準橋面寬度為12．5m，墩臺徑向布置。地約科1號大橋形象見圖1。以此可見，本橋的結構相對復雜，存在一定的項目施工管理風險和難度，結合運用BIM技術，對項目施工管理進行多個方面、多重角度的分析優(yōu)化。提供科學有力的數(shù)據(jù)支撐，將會為項目的有序進行保駕護航。

2BIM應用軟件分析

BIM的應用過程離不開軟件的支撐，軟件就是展現(xiàn)BIM的工具和載體。在BIM的整個應用實施過程中，除了必須有核心建模軟件以外，還需多種功能軟件的綜合應用。才能實現(xiàn)BIM應用的效益最大化。根據(jù)應用功能與階段的劃分，BIM應用軟件可分為建模、計軟件和運維軟件［2］。由于項目BIM應用需要多種軟件交互工作，數(shù)據(jù)兼容的問題應當首要考慮。第一種方案，把每種軟件自己的數(shù)據(jù)格式導出成一種所有軟件都能夠支持的中間格式。目前國際上主流的兩種通用格式，一種是Gbxml，另外一種是IFC，但都具有一定的不穩(wěn)定性，增加了后續(xù)應用實施風險。因此本項目選用第二種方案，全部用同一個軟件廠商提供的BIM工具和平臺。Ｒevit作為Autodesk公司的核心建模軟件，具有投入成本低、參數(shù)化程度高、二次開發(fā)完善、與其他軟件整合性高等優(yōu)點。能夠充分滿足本項目的應用功能需求，為項目的BIM應用實施提供有力支持;魯班BIM平臺作為行業(yè)的領航者，能夠結合三維模型對項目進行全生命周期的施工管理，通過對施工進度、物料管理、成本預算、安全質量等方面的細致管控，保證項目的有序進行，提高項目質量。

3BIM技術應用

3．1三維建模

通過對以往施工圖紙的觀察分析發(fā)現(xiàn)，其所涵蓋范圍大多相互分離，關聯(lián)性較差，再加上道路橋梁工程自身所固有的復雜施工環(huán)境與施工工藝，導致潛藏于施工中的各類問題難以挖掘。本項目橋梁部分上部結構為波形剛腹板連續(xù)鋼構，結構復雜，在二維的平面圖紙上很難得以體現(xiàn)，存在一定的技術隱患［3］。利用Ｒevit對橋梁進行精細化的三維模型創(chuàng)建。三維模型能夠將橋梁工程中各個構件之間的關系及作用機制進行全面的詳細的呈現(xiàn)，可視化的三維模型對圖紙進行了生動及清晰的表達，確保了設計的準確性和可靠性。相比較于傳統(tǒng)的人工圖紙審核，所需投入人力少、所需時間周期短、達到的效果更加顯著。針對本項目中的波形鋼腹板、鋼筋、鋼絞線等結構與工程，如利用Ｒevit進行大規(guī)模的三維建模任務，對計算機的配置要求極高，且工作效率低，對施工單位人員來說整體效果不夠理想，不建議進行整體建模。本項目進行了單獨的復雜節(jié)點建模，輸出3份碰撞檢測報告，共計發(fā)現(xiàn)碰撞100余處，復雜鋼筋節(jié)點優(yōu)化59處。復雜節(jié)點示意見圖2。對于混凝土結構及一些異性結構，手工計算工程數(shù)量的效率不高且不夠準確，本項目借助于Ｒevit三維建模來實現(xiàn)精準算量。發(fā)現(xiàn)計算錯誤、鋼絞線長度及混凝土量統(tǒng)計錯誤、構件尺寸前后不統(tǒng)一等問題38處。避免了施工返工現(xiàn)象及材料資源浪費，節(jié)約了施工成本，提高了施工效率。它的需求來源于每個基礎崗位，回歸于項目施工各個環(huán)節(jié)本質。

3．2工程施工方案優(yōu)化

在工程施工方案優(yōu)化中BIM技術應用主要在3個方面:施工方案優(yōu)化、施工場地布設和施工工藝流程優(yōu)化。在Ｒevit精細建模后，結合Autodesk系列軟件Navisworks強大的可視化、審查、漫游功能。分解三維模型并加入時間概念創(chuàng)建四維施工模擬動畫，輸出更為生動形象的四維施工進度表，通過可視化呈現(xiàn)項目工程施工計劃。對施工工藝流程和施工技術方案的設計決策提供科學理論和技術支持。提高工作效率，保證工程質量。在本項目中依據(jù)四維施工模擬動畫，比較方案選用5次，解決施工重難點2次，提升施工效率并保證項目工程的有序進行。在本項目中可用場地較少，前期規(guī)劃困難，項目借助Ｒe-vit與Civil3D軟件相互結合應用，創(chuàng)建三維地形模型，可以協(xié)助項目進行施工項目場地的布置方案選用和設計決策。Civil3D利用軟件管理系統(tǒng)中的施工項目勘測和設計任務管理工具可以自動地完成許多需要耗費大量時間的勘測和任務，有助于大限度地簡化了項目設計工作的流程。Civil3D協(xié)助項目所設計生成的地形模型中包含豐富的智能、動態(tài)數(shù)據(jù)，便于在施工項目的任何一個設計階段快速準確進行勘測和設計變更;而且協(xié)助項目能根據(jù)統(tǒng)計分析和評估設計性能的結果自動做出更明智的設計決策，選擇最佳的設計方案。項目利用Civil3D實現(xiàn)場地布置方案優(yōu)化，規(guī)劃用地3000m2，同時也為臨建設施選地提供了科學依據(jù)，取得了節(jié)約項目成本造價，科學規(guī)劃項目用地的優(yōu)質效果。

3．3項目施工運維管理

項目基于BIM模型，搭建了魯班BIM平臺，作為一個全生命周期的平臺，能將整個項目施工過程中的勞動力、材料、安全質量、文化建設等各類信息集成。平臺界面展示見圖3。從橋梁工程的施工進度管理中來說，應為其施工的復雜性比較高，相應的進度管理難度也比較大。借助魯班BIM平臺，關聯(lián)三維模型進行每天的進度填報工作，對整個橋梁工程項目的施工管理過程的細節(jié)都進行嚴密的監(jiān)察和把關，實時監(jiān)控實際施工進度、智能預警，使各個施工流程都能夠滿足于施工進度的預期，避免出現(xiàn)較大的施工拖延問題。除了在施工進度管理中，魯班BIM平臺基于三維模型還具有巡檢調查、資料集成、成本預算、物資填報等多個功能，各個功能板塊交互協(xié)作，建立了一套完善的項目施工運維管理流程，為項目施工管理提供了強有力的支持，但與項目施工工作人員的日常工作交際不是很理想，還有一定的改善和進步空間。目前項目在魯班BIM平臺的協(xié)作管理下，井然有序的進行中，共歸集資料約600份、完善工程施工質量問題24處，為項目運維提供扎實的數(shù)據(jù)基礎。

4結束語

綜上所述，BIM技術在橋梁工程中的應用是極具價值的。BIM技術不僅在前期策劃、施工圖紙優(yōu)化等方面發(fā)揮很好的作用，且在具體的項目施工管理過程中，能有效地結合信息化技術提高項目的整體管理水平。本文通過結合實際工程施工項目，從不同方面、多個角度，簡要概述和分析了BIM技術在公路橋梁工程中所發(fā)揮的實際作用和體現(xiàn)。希望以此能夠促進BIM技術在公路橋梁工程施工中的發(fā)展和進步。

參考文獻

［1］鄧春瑤，叢學森．BIM技術在土木工程施工管理中的應用研究［J］．科技經(jīng)濟導刊．2019(35):24．

［2］何關培．BIM和BIM相關軟件［J］．土木建筑工程信息技術．2010(04):89．

［3］劉孟，張文全，黃國鑫，等．BIM技術在黃河特大橋項目施工管理中的應用［J］．施工技術．2016(S2):208．

作者:江昊 單位:中鐵二十三局集團第三工程有限公司