BIM技术在市政路桥施工中的应用及难点分析

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　　1 引言
　　随着互联网时代的到来，计算机技术在建筑设计领域的应用越来越广泛，尤其是BIM技术，为整个市政建设行业带来了新的生机与活力。近些年来，我国社会经济高速发展，人们生活水平随之进入了更高阶段，因此对市政建设工程的施工也就提出了更多的要求。本文将从以上背景出发，重点分析BIM技术在市政路桥施工中的应用及难点，以期为市政工程的信息化建设持续发展提供参考。
　　2 BIM技术的定义与优势
　　2.1 BIM技术的定义
　　BIM的全称是Building Information Modeling，即建筑信息建模。BIM技术的实施基础是三维数字技术，利用BIM建模软件建立包含施工全周期所有工程信息的三维数字模型。现如今正是我国城市化建设大力发展的阶段，BIM技术的应用具有十分明显的优势。
　　2.2 BIM技术的优势
　　第一，设计意图的表达更加明确。传统二维设计在实施过程中往往会出现丢失重要数据的问题，进而将会对建筑设计的最终成果造成最直接的影响。相较而言，BIM技术通过建立一个三维数字化的信息模型来真实地反映工程完工之后的样子，因此可有效展现设计意图。除此以外，BIM技术还可更加清楚地描述出市政工程设计中相对较为复杂的问题，因此通过可视化的方式使得现场施工人员能够更加清晰地理解设计意图，方便作业层进行施工。第二，分析和模拟能力更加强大。在施工准备阶段，BIM技术即可凭借强大的分析和模拟能力展现出工程完成后的样子，然后再通过详细地分析来改正并完善不足的地方。因此，施工人员可借助BIM技术及时发现工程存在的问题与不足，及时与设计方进行对接，进而可避免问题被遗漏或扩大化，对于后续施工也有着重要意义。第三，协同能力更加精细化。规模的扩大使得市政路桥工程建设的施工要求越来越高，施工图纸也愈加复杂，因此这对技术人员之间的协同能力也就提出来更高的要求[1]。传统二维设计只能解决低层次的协同问题，而BIM技术则不仅可以实现单位之间的协同，还有助于实现不同分工部门之间的协同，进而保证工程项目达到最好的社会效益。
　　3 BIM在市政路桥施工中的具体应用
　　3.1 模型的可视化
　　3.1.1 方案优化
　　在利用BIM模型可以将复杂结构通过可视化的手段展现出来。通过这种可视化的手段能够将桥梁结构的三维模型与施工有机的结合起来，对整个施工作业全过程进行模拟，能有有效的核查现施工方案是够合理，对风险进行先期识别。通过模型的可视化，施工管理人员可以更加深入的参与到项目日常管理及整个施工周期每道复杂、关键工序的全过程，能够及时发现不合理结合错误，进而有效并及时的修改施工方案，在对整个PDCA循环管理能够起到很大的帮助作用。
　　3.1.2 有效提高图纸审核效率
　　在针对结构比较复杂，施工难度较大，相对空间内要素角度的部位时（例如箱梁0#块钢筋布设，预应力管道等），传统的二维图纸是通过“三视图”的形式来告知施工人员其设计意图，但部分结构过于复杂以及二维图纸在传递设计信息中所存在的局限性使得工程师在发现图纸存在问题时具有较大的难度。因此，很多施工人员也就无法正确理解设计意图，工程损失由此造成。在设计阶段科学运用BIM模型，不仅可帮助工程师更加直观地理解设计意图，还可将设计信息更为完整地传递给现场施工人员。对于工程设计中有可能出现的问题，我们也可借助BIM技术预先发现并积极反馈，如此一来，审图的效率准确度即可得到极大的提升。此外，我们还可借助BIM模型建立起更为高效的沟通平台，传统沟通模式中的“边干边审”现象可得到有效解决，误工、返工问题随之也可得到避免。
　　3.2 碰撞检查深化设计
　　在进行桥梁预应力施工时，预应力管道不可避免的会与钢筋冲突，而传统的二维图纸无法表达出钢筋与预应力管道的碰撞情况，充分利用BIM技术强大的碰撞检测优势，发现预应力管道与箱梁钢筋会发生多处碰撞，利用碰撞BIM模型发现的碰撞点提前与设计单位沟通，提前优化设计，确保预应力波纹管道可正确通过。
　　3.3 地下管线的综合施工效率的提高
　　道路区域内，各个专业项目的垂直标高和平面位置之间相互协调统一的工作称之为管线综合。我们在进行地下管线的综合施工时，需充分利用现有管线的设计数据、物探资料，并对各种管道的设计参数进行科学规划，然后再借助BIM技术来三维模拟施工后的管道实际情况。
　　此外，BIM技术还具有精确定位的优势，因此我们可借助其高效定位管路位置以及预留孔洞的位置，以减少施工后期在管路施工中有可能会出现的施工难题。也就是说，BIM技术在完成管道施工和动态表达时可按照“集成设计-分析模拟”的实际工程情况进行，进而可从不同的专业角度来分析实际情况，并对模拟结果进行分解[2]。长期应用实践表明，BIM技术所得出的信息数据可做出更为科学的决策，进而可有效缩短施工周期。
　　3.4 四维模拟施工进度
　　表格和CAD图纸是二维传统模式呈现施工进度管理的基本形式，信息匮乏以及信息不全面等因素导致我们在该模式下不得不依靠管理人员的经验进行决策，该模式下的施工整体进度控制也基本处于“差不多”的估计状态，因此量化分析不够精细，精准判断也较为缺乏。三维模型与时间维度紧密结合的产物就是BIM技术的四维进度管理。将施工任务与时间、结构构件、施工阶段相互关联，创建四维施工进度，不但能够对施工进度进行查询、跟踪、分析、调整，还能直观展现实际进度和计划进度，实现施工进度的动态管理。通过四维模拟包含时间参数的建造过程，核查工序和工法是否合理以及对按期实现进度目标的影响程度，审核制定的进度计划是否可行，检查节点工期与施工进度是否匹配。这些进度状况能够以天、周、月、季度为单位进行正序和倒序的四维动态模拟，施工进度信息可以在Navigator与Microsoft Project、Primavera P5、Primavera P3等软件之间相互导入或导出，生成有关的数据表，实现进度的量化分析，精准判断进度状态，使管理人员快速掌握实际工程进展情况，及早发现制约进度的关键控制点，优化调整资源配置，确保进度管理目标的实现。
　　4 BIM技术在市政路桥施工中的应用难点
　　4.1 BIM技术自身的局限性
　　从目前来看，BIM技术仍属于一种全新的技术，其在我国的应用尚处于尝试与探索的阶段。此外，BIM技术自身也还不够成熟，应用局限性较强，软件应用环境也较差。作为一门新兴的互联网技术，BIM软件对电脑硬件的要求普遍较高，其设计思路与模式同二维设计也完全不一样[3]。BIM技术的普及与推广，不仅需要我们施工管理人员投入大量的精力来学习新的思维模式与软件，同时也需要投入较多的财力来购买这些软件与技术。目前市场上应用较多的软件仍是以欧美为主，因此无法与国内建筑市场以及设计思路相结合，自然也就给BIM技术的推广造成了较大的难度。
　　4.2 三维空间异形曲面结构较多
　　笔者通过实地调查了解到，市政路桥项目中往往含有大量复杂的空间立交、变宽桥梁、匝道桥、下穿通道以及样式多变的支挡结构，这些结构通常都是逻辑算法复杂且标准化参数化设计难度较大的三维空间异型曲面。再加上目前BIM技术自身的局限性，我们在面对这些复杂结构时必须要进行二次开发才能解决这些问题，如此一来，设计效率和精度必然大受影响。
　　5 结语
　　作为互联网时代的最新技术产物，BIM技術的出现已然改变了传统的市政路桥设计观念，推动着路桥施工由二维提升到了三维层面，对于工作效率与设计质量的提高有着重要意义。但我们必须认识到，目前BIM技术的应用仍不够成熟，其还存在不少与国内市场规则、市政路桥施工实际情况相矛盾的地方，因此我们应进一步加施工环节的交流与合作，主动学习更加新颖的思维模式与软件，为市政路桥项目的发展贡献自己应有的力量。
　　【参考文献】
　　【1】秦廷宇.BIM技术在路桥施工全过程控制中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2018（05）：79-80.
　　【2】姚晓琴.BIM技术在市政路桥设计中的应用[J].安阳工学院学报，2018，17（06）：59-61.
　　【3】杨登锋.BIM技术在路桥设计阶段的应用——以山西省朔州市顺义路桥桥梁工程为例[J].中国科技信息，2017（08）：43-46.
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