基于BIM的橋梁全生命周期施工安全管理模型研究

云樹理

安徽省新同濟(jì)建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 安徽合肥 230000

公路橋梁工程是現(xiàn)代化社會發(fā)展中的一項(xiàng)基礎(chǔ)市政工程，對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要影響。在現(xiàn)代化社會發(fā)展的背景下，一系列先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被陸續(xù)引入公路橋梁工程的各項(xiàng)建設(shè)工作中，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)公路橋梁工程建設(shè)體系的改革與創(chuàng)新，全面推動公路橋梁工程的各項(xiàng)建設(shè)活動，使其朝著自動化、一體化、信息化的方向發(fā)展。BIM技術(shù)作為公路橋梁工程建設(shè)中的典型技術(shù)，該技術(shù)在公路橋梁施工管理中的應(yīng)用為公路橋梁行業(yè)的發(fā)展帶來諸多便利。

1 BIM整體框架

1.1 BIM主要面向?qū)ο?/h3>

BIM模型是信息的載體，可以建立包括許多方面的安全管理系統(tǒng)，例如，GIS、3D電子施工日志、可視化成果、報(bào)表的進(jìn)度、橋梁的信息管理、信息基礎(chǔ)等，這些都要在高速公路橋梁的施工過程中有所體現(xiàn)。圖1為BIM技術(shù)的整體應(yīng)用框架，分別為GIS系統(tǒng)，施工工藝，安全質(zhì)量，系統(tǒng)集成，BIM模型信息，可視化，3D電子施工日志，極度管理，報(bào)表中共新，模型導(dǎo)入和文檔交付，建設(shè)管理。通過網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和傳遞等操作。

圖1 BIM主要面向?qū)ο?/p>

1.2 框架介紹

BIM框架由信息安全集成管理系統(tǒng)和BIM模型2部分組成，分別采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）和C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）技術(shù)，使用接口完成數(shù)據(jù)安全的管理工作和BIM模型的連接，使BIM的安全信息共享，實(shí)現(xiàn)高效的交流和溝通。B/S和C/S技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是一種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器和瀏覽器相結(jié)合的技術(shù)。通過這2種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對集成后的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享、加工和傳遞等工作。

2 BIM技術(shù)在公路橋梁施工管理中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 建立可視化3D模型

以銀西高鐵工程為例，從公路橋梁工程建設(shè)發(fā)展歷程來看，在傳統(tǒng)管理模式的作用下，公路橋梁工程開展管理工作均是運(yùn)用人工結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，該管理模式的信息化程度相對比較低，整個管理流程十分繁瑣，管理效果不佳，信息數(shù)據(jù)的傳輸速度與反饋速度，嚴(yán)重降低橋梁工程的管理效率，且整個管理過程需要使用大量的人力資源，投入成本相對比較高，無法從中獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。通過將BIM技術(shù)運(yùn)用到公路橋梁施工管理中，能夠?qū)⒄麄€公路橋梁項(xiàng)目工程的建設(shè)內(nèi)容以一種立體化、可視化的形式展現(xiàn)出來，最大限度的提升公路橋梁施工管理環(huán)節(jié)信息數(shù)據(jù)的傳輸速度與反饋速度，切實(shí)提升管理質(zhì)量與管理效率。在銀西高鐵工程中，通過利用本工程的設(shè)計(jì)圖紙，借助BIM技術(shù)，將平面的二維設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化成立體的三維結(jié)構(gòu)模型，該模型能將橋梁的建筑結(jié)構(gòu)、規(guī)格、鋼筋、混凝土、材質(zhì)等重要建設(shè)信息直觀地反映出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)信息的數(shù)字化。在三維立體結(jié)構(gòu)模型的作用下，在整個公路橋梁施工過程能夠在一種可視化的狀態(tài)下開展溝通、交流、決策、計(jì)算等工作。與此同時，公路橋梁施工之前，相關(guān)技術(shù)人員可借助BIM技術(shù)將施工模型展現(xiàn)出來，對各項(xiàng)施工工藝實(shí)施現(xiàn)場技術(shù)交底工作，使施工人員能夠?qū)φ麄€公路橋梁工程的建設(shè)信息進(jìn)行準(zhǔn)確把握，為后期的建設(shè)工作提供有力保障。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能框架

現(xiàn)澆橋梁支架安全監(jiān)控平臺共4個業(yè)務(wù)功能模塊，分別是結(jié)構(gòu)監(jiān)控管理模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊、用戶權(quán)限管理模塊、移動運(yùn)用管理模塊。通過現(xiàn)澆橋梁支架監(jiān)控系統(tǒng)的前端傳感器，針對現(xiàn)澆橋梁支架工程監(jiān)測需求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆橋梁支架結(jié)構(gòu)形變應(yīng)力等信息的實(shí)時監(jiān)測。

系統(tǒng)界面中每一個數(shù)據(jù)條目對應(yīng)一個IOT設(shè)備。其中不同色彩表示當(dāng)前設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)：白色為應(yīng)力形變監(jiān)測值是正常狀態(tài)，黃色為當(dāng)前設(shè)備監(jiān)測到異常的應(yīng)力形變值。同時，可以對設(shè)備進(jìn)行過濾展示，在設(shè)備過濾框中，定義三個設(shè)備過濾條件分別是：監(jiān)控設(shè)備位置、關(guān)聯(lián)監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。通過以上三個過濾條件，可以在列表框中僅顯示關(guān)注的IOT設(shè)備。輕量化好的BIM工程模型可以集成到現(xiàn)澆橋梁支架安全監(jiān)控系統(tǒng)中，通過輕量化BIM模型瀏覽器，實(shí)現(xiàn)在Web端對BIM的瀏覽查看，信息數(shù)據(jù)查詢及模型交互。在BIM模型瀏覽器中，每一個閃爍熱點(diǎn)代表一個IOT應(yīng)力應(yīng)變設(shè)備信息。通過不色彩表達(dá)當(dāng)前系統(tǒng)中，設(shè)備的不同運(yùn)行狀態(tài)綠色為應(yīng)力形變值正常，黃色為應(yīng)力形變值異常。通過放置光標(biāo)到熱點(diǎn)可以看到當(dāng)前此設(shè)備的現(xiàn)場照片及IOT設(shè)備相關(guān)功能描述。

2.3 場地布設(shè)活動

在傳統(tǒng)二維平面場地布設(shè)工作中，因設(shè)計(jì)人員對施工場地的地形、環(huán)境等因素認(rèn)識不全面，在實(shí)際布置過程存在一定的誤差。通過運(yùn)用BVIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場可視化的三維立體還原，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場有一個全面、系統(tǒng)、科學(xué)的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)對施工場地的科學(xué)規(guī)劃，切實(shí)提升布置效率與布置質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對整個施工工藝的優(yōu)化。在銀西高鐵工程施工管理中，通過借助BIM技術(shù)，可對整個工程實(shí)施具體計(jì)劃模擬。在不影響正常交通的情況下，最大程度上滿足實(shí)際工作的需求，實(shí)現(xiàn)對空間資源的合理配置，全面提升公路橋梁施工管理效果。

3 結(jié)語

企業(yè)要提高管理，必須采取有效的辦法，科學(xué)的信息化管理相較于傳統(tǒng)的人力管理更有優(yōu)勢。因此，引進(jìn)BIM技術(shù)是目前對企業(yè)進(jìn)行科學(xué)管理最為先進(jìn)的技術(shù)和行之有效的方法。本文對BIM技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過BIM數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，主要框架的應(yīng)用和安全的管理，可以使人們清楚地認(rèn)識到BIM技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理應(yīng)用上的優(yōu)勢，從而促進(jìn)BIM在各工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。