BIM技術(shù)在公路施工領(lǐng)域探索應用

摘要：文章通過對公路工程施工階段的基本現(xiàn)狀分析總結(jié)，采用BIM新技術(shù)來協(xié)助解決施工難題，推動公路工程施工階段高效穩(wěn)步進行。

[作者簡介]宋愛強（1993—），男，本科，助理工程師，主要從事BIM技術(shù)管理工作。

在公路工程的施工階段通過BIM（建筑信息模型Building Information Modeling，簡稱BIM）新技術(shù)的融合，BIM技術(shù)將信息數(shù)據(jù)進行集成，利用模型進行項目總體施工策劃、圖紙會審、方案模擬、復雜結(jié)構(gòu)技術(shù)交底、工程量核算等，高效的實施流程以及精準的數(shù)據(jù)彌補傳統(tǒng)粗放管理模式，能提升施工階段的總體效率。目前暫未形成高效的應用流程，基于目前的應用程序平臺，本文針對公司基于試點項目的BIM技術(shù)應用進行應用流程總結(jié)，并嘗試進行實施推廣。

1 BIM實施流程

結(jié)合項目實際特點進行BIM工作流程劃分，根據(jù)項目分部分項情況進行結(jié)構(gòu)模型拆分搭建，同時按照模型特點建立參數(shù)化族構(gòu)件方便后續(xù)重復利用，提升建模效率，總體應用流程見圖1。合理選擇配置軟硬件[1]，軟件配置見圖2。BIM實施軟件采用Autodesk軟件：Infraworks進行項目施工前期總體規(guī)劃布局，公路BIM模型見圖3。Civil 3D進行地形數(shù)據(jù)處理、細部路線設(shè)計優(yōu)化、路基部分土方量的計算、路基邊坡等構(gòu)件的裝配及應用;Revit+Dynamo+Inventor建立參數(shù)化族庫，結(jié)合項目分部分項劃分編碼進行橋梁、隧道、涵洞等其他結(jié)構(gòu)物的組裝建立;Navisworks總體組裝、部分結(jié)構(gòu)物的碰撞檢測、施工總體進度模擬、復雜施工節(jié)點方案模擬;在施工生產(chǎn)階段將BIM模型上傳至BIM協(xié)同管理平臺進行施工現(xiàn)場信息、質(zhì)量安全問題整改、機械設(shè)備數(shù)量、材料使用管理、資料整理上傳實時共享。

2 建立BIM模型

2.1 公路模型編制規(guī)則

按照相應的公路工程工程量標準清單編制橋涵、隧道、路基結(jié)構(gòu)構(gòu)件清單，并對構(gòu)件模型劃分并按照信息模型編碼規(guī)則進行編制[2]，前面主要編碼按照規(guī)則進行編制，后面部分按照實際施工狀態(tài)進行添加編制，結(jié)構(gòu)物編碼劃分見圖4。例如：1項目2標段XX橋梁1號墩左幅01樁基C20混凝土（鋼筋籠）：01-02-XX-01-01-Z-C20（GJL）。

在項目實施前期，根據(jù)施工圖紙以及后期BIM模型應用目標，建立參數(shù)化橋涵、隧道、路基、臨建等族構(gòu)件庫，部分族庫見圖5。

2.2 建立BIM模型

（1）橋涵：利用Revit構(gòu)建橋梁的所有構(gòu)件（樁基、承臺、墩柱、蓋梁、梁系、橋面、其他），同時添加相應的材料尺寸等參數(shù)信息，然后利用Civil3D進行路線參數(shù)信息處理，輸出相應橋梁構(gòu)件坐標數(shù)據(jù)進行各構(gòu)件組裝成整體橋梁，橋梁建模信息等級見表1[3]，橋梁模型見圖6。

（2）隧道：利用Revit建立不同襯砌類型的隧道斷面和隧道附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按照項目實際施工狀態(tài)進行施工階段劃分組裝相應的隧道段落，方便后期借助BIM模型進行施工管理，隧道模型見圖7。

（3）路基：利用Civil3D路線參數(shù)輸入設(shè)計路線參數(shù)，進行路面結(jié)構(gòu)的裝配，進行橫縱斷面圖的設(shè)計、土石方量的計算，采用Revit+dynamo進行路基邊坡結(jié)構(gòu)（框格梁、拱形格、截水溝等）模型組建，路基模型見圖8。

（4）臨建：借助Revit軟件根據(jù)標準化臨建施工手冊建立臨建結(jié)構(gòu)模型，按照實際規(guī)劃思路進行項目臨建的標準化規(guī)劃布置，其模型可重復利用并不斷補充添加完善其種類，在已有的地形圖上采用Civil 3D軟件進行臨時場地區(qū)域的規(guī)劃，并輸出實時土方數(shù)量，方便簡潔高效，臨建模型見圖9。

3 施工階段BIM技術(shù)應用

3.1 BIM圖紙會審

按照設(shè)計規(guī)范文件將2D施工圖建立BIM模型并將不同專業(yè)的模型整合在一起形成一個虛擬的結(jié)構(gòu)實體，在實施過程中能夠非常高效地提升技術(shù)人員對圖紙信息的認知。通過建模階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，例如：公司正在建設(shè)的橋梁之一云南墨臨高速公路地約科1號大橋，通過BIM建模階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計以及施工階段的不足，并且及時在施工前期將這些不足處理解決提升施工總體效率，BIM圖紙會審（部分）見表2。

3.2 BIM工程量統(tǒng)計

在創(chuàng)建項目工程模型的過程中，通過軟件計算統(tǒng)計功能輸出相應工程量，并且隨著模型的修改工程量也會隨時更新，更加準確地輔助工程量高效核算，通過核算發(fā)現(xiàn)設(shè)計量中比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)工程量差異較小，而異形復雜的結(jié)構(gòu)工程數(shù)量差異較大，BIM工程量核算（部分）見表3。

3.3 BIM技術(shù)交底

在復雜工序施工前，技術(shù)人員對其進行三維剖解與分析，通過可視化的三維模型進行三維模型技術(shù)方案交底，消除工人理解障礙，提高工人施工效率，BIM技術(shù)交底見圖10。

3.4 BIM模擬優(yōu)化方案

針對工程結(jié)構(gòu)模型，創(chuàng)建精細的三維結(jié)構(gòu)節(jié)點，例如箱梁節(jié)段的鋼筋與預應力鋼束總體模型將施工階段所需的臨時結(jié)構(gòu)設(shè)備整合，共同分析在施工階段過程中所存在問題沖突，結(jié)合項目實際情況，編制相應的施工計劃進度，通過BIM模型進行項目總體或局部計劃進度模擬，不斷優(yōu)化施工方案，見圖11，最終達到方案指導施工的目的。

3.5 BIM協(xié)同管理平臺

通過BIM協(xié)同管理平臺可進行施工進度把控、安全質(zhì)量監(jiān)控、資料共享管理、材料消耗管理等實現(xiàn)對項目高效精細化管理。

4 結(jié)束語

基于Autodesk一系列軟件基礎(chǔ)之上進行BIM技術(shù)應用，同時也能將BIM技術(shù)實施推廣，很好地避免了數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換所存在的缺漏。從項目的前期規(guī)劃至實施階段，都能突破傳統(tǒng)的管理模式而高效應用，從圖紙會審、工程量統(tǒng)計、技術(shù)交底、模擬優(yōu)化方案、協(xié)同管理，完全可以實現(xiàn)替代傳統(tǒng)管理模式。

本文結(jié)合項目實際情況采用該流程，高效的應用流程以及精準的實時數(shù)據(jù)，能夠快速提升項目人員的現(xiàn)場管理能力，輔助剖析工程施工難題，不斷提升BIM技術(shù)在公路施工中的高效應用。

參考文獻

[1] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010，2（4）：110-117.

[2] 建筑信息模型分類和編碼標準： GB/T 51269-2017[S].

[3] 上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會.市政道路橋梁信息模型應用標準：DG/TJ 08-2204-2016[S].上海：同濟大學出版社，2016.