高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐

陳 亮

（重慶郵電大學(xué) 400065）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和科技水平的進(jìn)一步提升，公路工程、房屋建筑、市政工程等基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，投資數(shù)額不斷增加。與此同時，隨著我國信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為建筑工程項目設(shè)計、施工和運(yùn)營維護(hù)等諸多階段中建設(shè)水平的進(jìn)一步提高做出了不容忽視的重要貢獻(xiàn)。在此背景下，以高速公路工程建設(shè)為主要研究對象，對其實際建設(shè)施工過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用探討便有著重要理論意義和現(xiàn)實價值。

1 BIM應(yīng)用于公路建設(shè)的優(yōu)勢

1.1 高速公路設(shè)計能實現(xiàn)可視化

眾所周知，傳統(tǒng)模式下的高速公路工程建設(shè)實際過程中常采用CAD等二維設(shè)計方式，將高速公路的所有設(shè)計信息和設(shè)計內(nèi)容及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)都在同一張圖紙上顯示，線條錯綜復(fù)雜，也給施工人員造成了一定的施工難度，讓非專業(yè)工作人員很難達(dá)到了然于胸的理想效果，進(jìn)而大幅度增加了實際施工過程中的溝通難度。借助BIM技術(shù)，能通過三維模型甚至四維、五維模型，將高速公路工程的相關(guān)設(shè)計信息充分展現(xiàn)出來，利用建立交互式模型、內(nèi)置構(gòu)件等諸多手段將工程項目的整體信息有條理地顯示出來，提升了高速公路工程的實際交流效率和施工效率。

1.2 提高了工程量計算準(zhǔn)確性

在傳統(tǒng)模式下的高速公路工程實際建設(shè)過程中，對自然曲面和設(shè)計曲面的土方工程量進(jìn)行計算時，往往需要專業(yè)工程師憑借其以往工作經(jīng)驗得出，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬铣霈F(xiàn)漏算或多算的不理想狀態(tài)。而現(xiàn)階段借助BIM技術(shù)平臺，可進(jìn)一步將各種數(shù)據(jù)導(dǎo)入高速公路工程模型，以此得到土方調(diào)配圖，進(jìn)而在求解最佳挖土運(yùn)距和填土運(yùn)距的基礎(chǔ)上確定科學(xué)合理的土方量和位移量，確定土坑位置和土方堆放地點，最終達(dá)到科學(xué)精確地計算高速公路工程實際施工建設(shè)所需工程材料數(shù)量的目的。

1.3 能夠有效減少工作量

任何工程項目建設(shè)過程中的設(shè)計變更都是不可避免的，而高速公路工程建設(shè)出現(xiàn)設(shè)計變更更是兵家常事。相關(guān)設(shè)計工作人員需要對其他關(guān)聯(lián)部位進(jìn)行逐一修改，且該種方法并不能計算對不同構(gòu)件的影響。而利用BIM技術(shù)平臺，可借助模型的聯(lián)動性優(yōu)勢，避免單一處的設(shè)計變更所造成的整個工程項目參數(shù)改變的一一修改，在減少工作量的同時保證了不同模型構(gòu)件間的相互統(tǒng)一和高度協(xié)調(diào)，為減少高速公路工程的整體建設(shè)成本打下了堅實的基礎(chǔ)。

1.4 能夠?qū)崿F(xiàn)多領(lǐng)域協(xié)作

高速公路工程項目在其設(shè)計過程中需要不同設(shè)計院工作人員的相互配合，但傳統(tǒng)模式下的各設(shè)計方大多屬于單打獨斗，各設(shè)計主體方缺乏高效科學(xué)的溝通與交流，在工作傳遞過程中很容易出現(xiàn)溝通不良導(dǎo)致的糾紛與扯皮，降低了高速公路工程設(shè)計工作效率，也給整個高速公路工程的實際建造質(zhì)量埋下了一定隱患。借助BIM技術(shù)平臺，可有效建立包含了各參與方的模型，將相關(guān)專業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息全部納入模型平臺，在方便大家協(xié)同高效工作和設(shè)計的同時，更為各方主體提供了一定的交流空間，使道路工程師、結(jié)構(gòu)工程師及其他工程師能就高速公路工程的某一路段進(jìn)行充分溝通與交流。

2 高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 策劃應(yīng)用

BIM技術(shù)在高速公路工程建設(shè)的策劃階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在BIM技術(shù)平臺和地理信息系統(tǒng)對設(shè)計條件的判斷分析、基于BIM技術(shù)平臺和道路信息系統(tǒng)的道路成本估算和實現(xiàn)互動漫游可視化等三大方面。就實現(xiàn)高速公路設(shè)計圖紙的互動漫游可視化方面而言，BIM技術(shù)平臺能有效根據(jù)相關(guān)設(shè)計人員所提供的各項數(shù)據(jù)信息和設(shè)計圖紙建立詳細(xì)的三維可視化模型，并在此基礎(chǔ)上分析高速公路工程項目所擁有的大量建筑物數(shù)據(jù)信息，還可進(jìn)一步利用技術(shù)平臺和高速公路工程項目所在地的周邊環(huán)境對色彩、形狀、朝向等進(jìn)行分析對比，為不斷優(yōu)化設(shè)計方案和策劃方案奠定一定基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)計應(yīng)用

在高速公路工程項目的實際設(shè)計階段，道路工程師和結(jié)構(gòu)工程師可利用BIM技術(shù)平臺進(jìn)一步分析研究道路的幾何信息和數(shù)據(jù)信息，并對其關(guān)聯(lián)信息中存在的疑問進(jìn)行充分交流和解答，以便雙方工作人員能在充分了解另一方設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計其他的交通結(jié)構(gòu)物，從而達(dá)到多專業(yè)、多方人員協(xié)同設(shè)計的最終目的。此外，BIM技術(shù)平臺還可根據(jù)已設(shè)計的相關(guān)方案進(jìn)行分析計算，進(jìn)而在探討已設(shè)計完成工程技術(shù)方案所需工程量、工程成本的基礎(chǔ)上計算成本效益，為進(jìn)一步找到更加優(yōu)良的設(shè)計方案做鋪墊，以此提高整個高速公路工程項目建設(shè)水平。

2.3 施工應(yīng)用

就高速公路路基實際施工過程中的三維動態(tài)進(jìn)度模擬試驗而言，BIM技術(shù)平臺能有效借助與地理信息系統(tǒng)之間的深度合作，在利用高度標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)構(gòu)建數(shù)據(jù)信息和完整模型的基礎(chǔ)上，對整個高速公路工程建設(shè)的施工信息進(jìn)行分期計算，進(jìn)而搭建精確度較高的三維可視化模型，以此對整個高速公路路基的實際施工過程進(jìn)行動態(tài)演示，以便駐地施工工作人員及技術(shù)管理人員根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況調(diào)整公路路基工程的實際施工進(jìn)度，保證工程項目施工進(jìn)度目標(biāo)符合合同要求。

2.4 運(yùn)營與維護(hù)應(yīng)用

在高速公路工程項目的運(yùn)營和維護(hù)階段，BIM建筑信息模型能和高速公路管理局的相關(guān)運(yùn)營維護(hù)管理系統(tǒng)充分結(jié)合，能進(jìn)一步發(fā)揮BIM模型在空間定位、數(shù)據(jù)庫信息記錄方面的實際優(yōu)勢，能借助實際施工信息和數(shù)據(jù)計劃表制定更加科學(xué)合理的維護(hù)措施，更能有效利用實時更新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為高速公路路面的實際運(yùn)營維護(hù)做技術(shù)支撐，在降低運(yùn)營維護(hù)難度的同時，為提升道路運(yùn)營維護(hù)效率和減少道路運(yùn)營維護(hù)成本打下堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

總之，BIM技術(shù)平臺自身所擁有的三維技術(shù)相比傳統(tǒng)的二維技術(shù)更為簡單快捷和節(jié)省成本，更在一定程度上具有了科學(xué)性和預(yù)算性，能使傳統(tǒng)二維模式下的高速公路道路設(shè)計、施工及后期運(yùn)營管理的全生命周期過程變得可視化，變得更加系統(tǒng)、合理和高效，更能為進(jìn)一步提升設(shè)計施工水平和未來高速公路建造水平積累一定的數(shù)據(jù)資料，為提高我國高速公路建設(shè)的信息化水平做出應(yīng)用的貢獻(xiàn)。