BIM技術(shù)在鐵路施工管理中的應(yīng)用研究

江志強(qiáng)

中鐵上海工程局集團(tuán)第三工程有限公司 安徽 合肥 230000

引言

現(xiàn)代化的發(fā)展是離不開鐵路工程的快速發(fā)展，但目前廣泛應(yīng)用于鐵路建設(shè)的科學(xué)技術(shù)并不能適應(yīng)鐵路市場高速的發(fā)展趨勢，BIM技術(shù)的運用為鐵路施工帶來了巨變，它將數(shù)字化技術(shù)融入工程當(dāng)中，建立信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)來輔助施工，促進(jìn)鐵路項目進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。

1 鐵路工程施工管理中存在的各種問題

1.1 鐵路工程管理人員的綜合水平并不高

在鐵路項目施工時，常常會出現(xiàn)施工人員不遵守施工規(guī)范和施工方案而實施違規(guī)作業(yè)的情況，給整個工程的施工質(zhì)量造成不良影響。同時，有些負(fù)責(zé)項目管理工作的負(fù)責(zé)人并沒有良好的職責(zé)意識，也不具備豐富的管理能力。如果項目負(fù)責(zé)人都無法以身作則，那么就會對整個項目產(chǎn)生不良影響，消極的風(fēng)氣會在整個項目蔓延[1]。

當(dāng)前在鐵路工程的施工中，很多管理人員都只會在口頭督促重視工程的建設(shè)效果，并沒有在行動方面給予足夠的重視，同時也沒有根據(jù)規(guī)范和方案要求來執(zhí)行管理工作。其次，監(jiān)管人員沒有履行應(yīng)盡的職責(zé)義務(wù)來嚴(yán)格要求施工人員，造成很多不必要的材料浪費。以上的行為都會影響工程的施工質(zhì)量，影響項目參建各方的整體利益。

1.2 工程施工方法和流程缺乏規(guī)范性

施工環(huán)節(jié)是鐵路工程建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)，絕大部分工程質(zhì)量問題都是因為施工作業(yè)不到位，而且很多施工人員也沒有嚴(yán)格按照規(guī)范和方案要求組織施工，而遵循規(guī)范和方案要求是保證施工質(zhì)量的重要準(zhǔn)則。盡管在鐵路工程的開工前期，項目技術(shù)團(tuán)隊已經(jīng)制定了完整的施工方案，但施工人員在實際的施工中卻并不會一一落實方案中的施工要求。其次，很多項目技術(shù)團(tuán)隊在施工過程中并沒有制定科學(xué)先進(jìn)的施工方案，這會影響整體的施工質(zhì)量，如在開工前期，項目技術(shù)團(tuán)隊沒有針對性的制定施工方案，沒有明確各個施工環(huán)節(jié)所應(yīng)用的資源和技術(shù)。而這都會對工程的順利實施造成不良影響。

2 BIM技術(shù)在鐵路工程施工管理中應(yīng)用的關(guān)鍵意義

2.1 對于系統(tǒng)性規(guī)劃施工方案具有關(guān)鍵意義

BIM技術(shù)利用現(xiàn)代三維技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)記錄分析數(shù)據(jù)，將預(yù)期效果通過電腦三維效果圖直觀地展示給施工人員，以便于施工人員之間能夠有效溝通，及時調(diào)整施工方案。因此，在鐵路工程施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以改善以往技術(shù)和手段當(dāng)中的缺陷和不足，將工程數(shù)據(jù)信息記錄在計算機(jī)中，以便項目技術(shù)人員在后續(xù)施工階段調(diào)整工程施工方案時及時調(diào)出。同時，施工人員還可以通過BIM技術(shù)設(shè)計出來的三維立體效果模型，對施工項目中的關(guān)鍵部位進(jìn)行針對性研究，確保項目完成效果最優(yōu)，施工成本控制最合理。

2.2 對于全方位跟進(jìn)作業(yè)流程具有關(guān)鍵意義

由于BIM技術(shù)在鐵路工程施工中應(yīng)用后，利用可視化模擬技術(shù)將施工方案以三維立體效果模型的方式進(jìn)行演示，這使得施工現(xiàn)場的作業(yè)過程可以和施工方案進(jìn)行有效結(jié)合，有助于技術(shù)人員對于施工過程的實時跟進(jìn)，及時發(fā)現(xiàn)實際過程和設(shè)計方案的不符之處，還可以直觀地分析出施工方案的缺陷和不足，并對施工方案和實際的作業(yè)過程進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，以此來優(yōu)化最終的施工效果。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用代替了以往鐵路工程施工當(dāng)中的人工工作環(huán)節(jié)，并且大大改善了人工作業(yè)的弊端和不足，提高了工程作業(yè)的精準(zhǔn)度，以此來減少施工環(huán)節(jié)中因為失誤帶來的損失，提升了建設(shè)施工的效率。

2.3 對于強(qiáng)化施工團(tuán)隊間的交流具有關(guān)鍵意義

在鐵路工程施工中應(yīng)用BIM技術(shù)將施工過程中的環(huán)節(jié)工作連為一個整體，加強(qiáng)了施工環(huán)節(jié)中每個崗位之間的聯(lián)系，保證施工崗位之間的交流協(xié)作，有利于對施工團(tuán)隊的管理[2]。另外，在這樣的新型團(tuán)隊合作模式下，施工人員不再僅僅關(guān)注于自身的工作，而是會和其他施工環(huán)節(jié)的工作人員進(jìn)行合作，幫助施工作業(yè)的有效進(jìn)行。同時，一旦作業(yè)過程中出現(xiàn)問題，就可以及時找到責(zé)任方，以此來保證施工的精準(zhǔn)度，提高鐵路工程的施工質(zhì)量。

3 在鐵路工程施工管理中BIM技術(shù)的實際運用

3.1 基于BIM的施工場地布置模擬

在工程項目的準(zhǔn)備階段，施工平面布置作為施工組織設(shè)計的一個重要部分，對項目建設(shè)有著重要作用。施工平面布置模擬是對施工各階段的場地地形、既有建筑設(shè)施、周邊環(huán)境、施工區(qū)域、臨時道路、加工區(qū)域、材料堆場、臨水臨電、施工機(jī)械、安全文明施工設(shè)施等臨時設(shè)施進(jìn)行模擬布置和優(yōu)化，以實現(xiàn)施工平面的科學(xué)布置。

依據(jù)施工組織設(shè)計或施工方案對施工總平面圖的要求，建立并完善施工平面規(guī)劃，實現(xiàn)施工設(shè)備及現(xiàn)場臨時設(shè)施的精細(xì)化布置，以便于施工平面布置圖的輸出和施工材料或設(shè)備數(shù)據(jù)的提取。運用BIM技術(shù)模擬、比選多種施工平面布置模型，確定科學(xué)合理的施工平面布置計劃。

圖1 駐地平面布置模擬

3.2 基于BIM模型的工程量提取

依據(jù)項目BIM模型的幾何數(shù)據(jù)得出精確的工程量；基于精確的工程量，得到精準(zhǔn)的施工進(jìn)度計劃和成本預(yù)算。

將BIM模型中元素的幾何數(shù)據(jù)等信息分類提取，并將這些信息分類存儲到數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中分類存儲的BIM模型相關(guān)信息，就可以在工程量管理界面中分類顯示各種類型的工程量信息，同時可以進(jìn)行工程量清單項與BIM模型的比對和參照。

3.3 基于BIM的施工進(jìn)度模擬

基于BIM技術(shù)虛擬不同施工方案的施工進(jìn)度，通過不同施工方案的比對，找出差異，分析原因，優(yōu)化施工進(jìn)度方案，實現(xiàn)科學(xué)決策與控制。

通過施工計劃文件在Navisworks中，按時間軸將進(jìn)度計劃附加給模型中的各個構(gòu)件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，清晰直觀地了解各個時間節(jié)點總體模型以及單體模型局部完成的工程量和達(dá)到的效果，方便項目的各個參與方隨時了解項目地施工進(jìn)展情況。

圖2 橋梁施工進(jìn)度模擬

3.4 基于BIM的結(jié)構(gòu)檢算

工程施工中支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)算運用MidasCivil軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，分析各種施工條件下支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況，尋找薄弱點進(jìn)行分析、加強(qiáng)，研究采用最安全、經(jīng)濟(jì)的支架形式。

圖3 支架結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算

3.5 基于BIM的材料管理

運用EBIM云端平臺，為管理人員在手機(jī)或IPAD上安裝BIM應(yīng)用APP，更好的落實BIM施工管理應(yīng)用。

通過EBIM二維碼信息定位可以查看工程材料構(gòu)配件名稱、狀態(tài)、跟蹤人、跟蹤時間、跟蹤詳情及照片，也可以關(guān)聯(lián)到BIM模型，以查看工程材料在BIM模型中的具體位置，同時修改其狀態(tài)[3]。

圖4 材料應(yīng)用的部位及狀態(tài)查詢

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)的應(yīng)用對于鐵路工程發(fā)展來說具有重要意義，可以利用BIM技術(shù)實現(xiàn)對項目施工方案和作業(yè)過程以三維立體模型的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，以此來優(yōu)化項目施工的管理工作，提升施工作業(yè)的精準(zhǔn)度和安全性，優(yōu)化鐵路工程的施工流程，確保工程各項目標(biāo)順利實現(xiàn)。因此，應(yīng)該積極推廣BIM技術(shù)在鐵路工程建設(shè)中的應(yīng)用，以此來促進(jìn)鐵路工程朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。