基于Dassault的橋梁BIM施工管理應用及前景研究

童皓安 馮 曉

（重慶交通大學土木工程學院， 重慶 400074）

0 引言

BIM即建筑信息模型，是一系列應用于建筑行業全過程管理的信息化工具。通過將項目中各類信息數據化，使得信息傳遞、交互、共享等處理方式更加智能高效，為參與到項目中的各方提供了數據化平臺，通過協同化、數據化、可視化和智能化，從而在提高工作效率、節約勞務成本、縮短工期、提升質量。相對于傳統工作模式具有極為明顯的優勢。

1 基于Dassault平臺的施工BIM應用

Dassault系統公司自1970年以來，即運用3D技術為汽車制造、航空航天等行業的公司提供服務，曾根據Boeing公司的要求，協助其制造出第一架無紙質圖紙的飛機。在土木行業，Dassault公司推出了基于BIM的一系列軟件，例如幾何建模軟件CATIA、三維地質建模軟件GEOVIA、施工仿真軟件DELMIA等。其中運用于施工管理的主要是施工仿真軟件DELMIA。是目前國內外設計施工BIM系統的主要應用平臺之一。應用主要有以下方面：

1.1 施工圖的3D正向設計或翻模

在國內當前環境下，在有BIM參與的項目中，其3D模型還主要以翻模為主，但是也不乏正向設計。Dassault軟件中以CATIA為首的軟件既可以對既有圖紙進行翻模，也可以在構件庫充足的情況下進行快速的 3D正向設計。建立模板庫是Dassault的一個特色，其設計、管理等模版可以在軟件應用的過程中不斷積累，使在對以后的工程進行設計、管理時能使用之前所積累的模板。Dassault軟件的正向設計是對BIM參與設計的初步實現，可以實現施工工作的部分分步化和公開化，所能夠實現的構件也有一定的復雜性，但是從工程整體來看，所能實現的BIM化還是有限。

1.2 施工圖協調設計

在工程進入施工之前，需對原圖紙例如招標圖紙等進行修改完善，將其變為可以在現場施工過程中實際參照的圖紙。其所涉及的方面眾多，需要多個專業參與，工作程度極其復雜，需滿足各個專業的技術標準和規范，達到最大效率，且相互之間還要協調配合。深度設計極為繁瑣，在重大工程項目中，經常會出現管線通道與建筑構件之間出現沖突，即使僅各類管線通道本身也會出現碰撞，給施工造成極大不便。

1.3 施工組織方案輔助編制

施工組織方案時工程項目的重要部分，是整個施工流程所需參照的計劃，也是各方溝通協調的集中體現。在當前的 Dassault軟件環境下，尚不能做到輸入參數后生成施工組織方案，不過可以對已輸入的施工組織方案進行修改調整。在施工組織方案界面上，可以對施工流程、方法、工序，以及統籌組織、現場布置進行調整，基于BIM技術，施工方案、現場布置、工序安排等均可以通過施工組織方案修改界面與施工仿真軟件DELMIA相配合來實現。

2 達索平臺的局限性與改善途徑

2.1 目前存在的問題

對照BIM的理念和目標，Dassault平臺作為BIM施工管理系統在基礎層面還存在較多問題。

1、首先在施工圖正向設計或翻模階段，Dassault軟件很好的利用了BIM可視化的特點，橋梁的下半部分結構可以實現正向建模，上半部分的力學結構則暫不能實現，在施工模擬仿真中則對橋梁上半部分結構有前瞻模擬。就可視化的程度而言，基本實現了從翻模到建模的跨越，作為普及BIM的基本要求，現有的軟件系統已經可以實現；

2、施工圖深度設計上，在設計精度上，根據需求不同，使用不同的精度尺度，且兩個層面需相結合，這一點存在著相當的技術難度，在市面上現有的BIM施工管理軟件中得以實現；在碰撞問題上，僅實現同一專業內的碰撞檢測是遠遠不夠的，BIM在碰撞問題上的優勢就是在于在理論上能夠實現跨專業的碰撞檢測，即智能協同的其中一個方面。智能協同是要求各個專業為了同一個工程能夠基于BIM實現良好的協調和配合，當實現了智能協同，那么再考慮跨專業碰撞問題則會迎刃而解；

3、進度管理是基于施工組織方案和施工進度計劃的，即進度管理的BIM化水平也是隨著施工組織方案的智能化程度而有相應的改變；質量管理和安全管理則由于溝通效率的增加而能實現更高效的管理；成本管理作為工程的最終目標，貫穿施工的方方面面，各方面所能取得的優化均會在成本管理上得到體現。可以說進度、質量、安全、成本管理均是工程管理的重要管理，但本文更側重對于施工組織方案到施工進度管理的研究，不予贅述。

2.2 施工決策功能的途徑

以上應用功能基本屬于BIM的非智能功能（數據管理、動態可視化仿真、協同化等）。但是在計算決策方面，雖然出現了自動計算樁基偏離、自動進行鋼筋下料、自動進行砌體的配合。但是更多的設計決策和施工質量評估功能尚未實現。雖然達索具有相關幾何建模軟件 CATIA、三維地質建模軟件 GEOVIA、施工仿真軟件DELMIA等軟件的特點和功能。但是并不是…如果說現在的BIM施工管理平臺是賦予了施工管理一雙更加靈活的手，那么BIM的發展目標則是擁有一個強大而縝密的大腦。橋梁施工BIM化朝著智能化方向，基于達索平臺的主要途徑如下：

1、擴展達索，在達索系統中增加決策模塊。

2、連接（鏈接）第三方智能化、專業化軟件。這些軟件包括運籌學、計算統計、結構驗算等。

3、用戶的二次開發功能模塊。達索平臺設置數據共享接口。

3 結語

1、總結了橋梁施工BIM的完整概念與目標。即數據全周期管理、協同化、可視化、可追溯性、網絡化（物聯化）和智能化。

2、在對目前國內外的BIM平臺在設計施工中的應用的基礎上，指出了目前施工BIM依然處于較低級的水平。雖然當前基于BIM的施工管理軟件已經實現了在可視化、可追溯性、公開化、分步化等多方面已不存在技術障礙，當前設計方案比選、施工組織調整、現場布置等多方面還是依賴有經驗的人力管理。

3、當能夠完全量化條件和結果之間的程序，解析管理經驗和工程性效之間的關系，便能夠實現高度的智能化，接著在智能化的基礎上實現智能協同，僅賦予了施工管理一副“機械手臂”，指出 BIM的未來核心是智能化和協同化。

4、提出了基于達索平臺的橋梁BIM智能化的三個主要途徑。