BIM技術在老城區全互通立交提升工程項目的施工應用研究

摘? 要：老城區是大城市的母體，隨著城市化進程的加快，城區人口、車輛越來越多，原有交通無法滿足現有需求，如同世界各國大城市的老城區一樣，我國的大城市老城區在城市發展的一定階段也出現了紅綠燈路口改全互通立交提升現象，而老城區密布的規劃落后的地下管網，就成了立交提升工程施工中的重大制約因素，本文結合佛山市順德區碧桂路南國路全互通立交提升工程項目BIM技術的開展情況，分析了BIM技術的特點和概念，從施工準備階段和施工階段探討了BIM技術在老城區全互通立交提升工程項目的施工應用。

關鍵詞：老城區;全互通立交;BIM技術;橋梁項目;施工;應用

中圖分類號：U445.4? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）07-0000-00

老城區交通工程與民生發展息息相關，工程施工工期直接影響周邊居民生活環境和出行便利。在全互通立交提升項目施工中，傳統的二維方式已經無法滿足施工要求，難以對原有地下管網、架空線路、周邊建筑物、新建全互通橋梁的立體空間作出正確表達。當前，BIM技術已經發展成熟，在建筑領域中得到了廣泛應用，BIM技術集齊現代建筑技術、傳統建筑文化的優勢，具有很強的模擬性，可以預判施工沖突，促進各單位之間的合作，推動全互通橋梁工程施工的有序開展。

1 全互通立交提升工程概況

佛山市順德區碧桂路南國路全互通立交提升工程位于佛山市順德區大良鎮，碧桂路與南國路相交處，距廣珠西高速公路順德收費站約800m，距順德區政府約2.8km。項目投資金額3.5億元，計劃工期30日歷月，項目主線總長2.12km，被交路總長1.06km。主要施工內容包含：匝道橋6座，共長2089m，包括現澆箱梁18聯，鋼箱梁6聯;路基土方86918m3及相應的路面、雨污水管道、綠化、交安機電工程。

施工組織與地下管線安全風險預控是最大難點;跨碧桂路、南國路封路吊裝鋼箱梁是對施工組織的最大考驗;施工范圍內地埋管線復雜，遷改與主體施工交叉進行，管線探明與規避保護是重大安全隱患。

2 BIM技術在全互通立交提升項目施工中的應用

2.1 在施工準備階段的應用

在橋梁工程中，樁基施工最先啟動，首波地下管網沖突在此時集中爆發，后續各個分項工程分步開展，因此，在準備階段，首要是根據地下管網分布情況，對橋梁設計進行優化，同時對材料設備、人力資源、施工場地進行科學統籌。

（1）通過BIM技術優化施工、深化設計。深化設計即在原有施工圖、設計圖基礎上，根據施工現場要求對圖紙進行細化、補充的過程，BIM技術有著參數化、可視化的特征，能夠通過三維方式呈現橋梁、地下管網的模型，幫助施工人員迅速發現缺陷，及時整改。在資料準備環節，可利用BIM技術構建施工圖構筑物信息模型，由施工人員、BIM技術人員根據軟件分析結果、相關規范來分析施工作業的合理性，針對設計問題進行調整[2]。在優化完成后，開展沖突碰撞檢查，邀請設計單位、建設單位、監理單位、管網權屬單位等共同參與審核論證，最終敲定節點詳圖、施工二維藍圖以及三維施工作業模型。項目運營BIM技術，橋梁設計院提前調整獨墩為門式墩、微調承臺角度、調整承臺標高等，成功規避地下高壓燃氣管、10kv電纜、污水管道等17處，為項目橋梁樁基施工的順利推進創造了條件。（2） 橋梁工程與房屋建筑項目不同，其會受到水文、地質等因素影響，在施工開始后，需要大量臨時機械進出，考慮到工期、造價要求，在編制完施工方案后，需經常調整。基于BIM技術來模擬施工方案，能夠將構件、環境、圖紙等轉化為信息模型，與計劃方案、工藝相結合，可進行動態演示，為現場施工提供指導。采用該種方式，可以對施工方案中的重點工藝進行模擬，包括鋼箱梁吊裝、現澆梁施工等，利用過程模擬，可以幫助管理人員分析結構能否滿足施工要求，對施工方案做出優化，成功將鋼箱梁跨路吊裝由原方案封路36小時縮短為8小時，18聯現澆梁實現了支架、模板利用的最大化，節約了成本，避免工期延誤，減少對居民生產生活影響。（3）以BIM技術對施工現場進行臨建規劃。要提升施工質量，需要做到施工場地的標準化，通過對施工現場的合理規劃，可以有效優化空間結構，提高利用效益。借助BIM技術，能夠將各類架空壓線、建筑物、塔吊等在虛擬環境中呈現出來，及時清理吊裝障礙物，讓現場可以做到物聯網集成，對施工圍蔽區域周邊的車輛、人流情況進行監控[3]。在具體操作上，需要構建項目部標準模塊組，對于出入口、場內外道路等，可以分別制作模塊，在現有施工內容、道路基礎上，綜合考慮施工作業區域及施工材料運輸可能帶來的影響，在車流分析軟件中導入車流情況，通過BIM模型，分析出周邊道路車流沖突較大的位置，避開沖突時間點或者設置分流指示牌，避免因施工造成周邊道路出現交通擁堵問題。

2.2 在施工階段的應用

（1） 通過BIM技術優化施工進度。在橋梁工程施工中，進度管理是一項重中之重的任務，以BIM技術來對比施工進度，即在三維建筑信息模型上增加時間維度，將3D轉化為4D，以此來反映出施工量變化，與實際施工進度做對比。具體操作上，需要根據施工作業模型、施工進度計劃資料等對施工任務進行分解，根據邏輯關系計算出工期，利用BIM軟件建立施工作業模型、進度計劃之間的聯系，在軟件中輸入進度，對計劃進度、實際進度之間進行對比，分析偏差，發現問題，調整進度。（2） 以BIM技術計算工程量。在傳統橋梁施工中，工程量統計存在局限，數據往往是孤立存在的，要在項目數據夾中精準尋找資料，難度較大，這給后期結算帶來困難。BIM技術在工程量的計算上具有顯著優勢，其覆蓋全生命周期數據，調取便利，各方均可參與，利用BIM技術建立材料、價格鏈接，可以有效減少人工消耗。對此，需要提前準備好模型構建參數信息、施工作業模型、市場材料信息、構件相關信息等，根據資料來完善模型參數信息后，即可應用BIM軟件來計算工程量信息，能快速完成清單工程量復核和三級清單分解，減少計劃人員計算工作量，提高效率。（3）通過BIM技術來開展安全控制。橋梁工程項目對安全控制的要求極高，高空作業數量較多，在施工時，利用BIM技術來進行安全控制，提前設置預警機制，進行模擬視頻交底，對于重點部位嚴格管控。在具體的安全控制流程上，需要準備好施工作業模型，提前制定安全專項施工方案，設置安全防護措施，對于預留孔洞、逃生通道以及變配電箱，需要重點控制。同時，利用模型可視化功能，對施工人員開展培訓，使之清楚具體的質量控制、施工操作、安全管理重點，避免由于經驗不足而誘發質量安全問題。對于現場的各項問題，要做好記錄，以影音資料的形式來記錄，為后續類似工作的開展提供依據支持。在橋梁工程施工中，一線施工人員是決定質量安全的主要因素，借助BIM技術，能夠提高施工人員操作意識，為施工人員、管理者提供可視化平臺，避免施工過程的各項誤差，及時排除安全隱患。（4）BIM技術支持下的信息化施工。信息化施工是當前工程領域發展的重要趨勢，經歷了CAD二維時代后，橋梁施工進入了BIM三維時代。在橋梁施工中，不管是設備、材料，還是機械，均有其特定屬性，代表著不同的信息，如，在混凝土中，不同類型混凝土的抗壓強度、配合比、抗剪強度不同，利用BIM技術，可以將混凝土的生產時間、制造商、塌落度、配送記錄等信息整合，根據此來選擇材料，這對施工質量具有較大幫助 [4]。在BIM建模環節，需要先錄入模型信息，根據設計要求將零部件重量、材質、規格等納入模型庫，在施工環節，根據現場情況細化模型信息，讓設計單位、施工單位和監理單位都可以隨時獲取施工信息，進行反饋調節，實現信息的高度共享，大幅優化原有施工流程。

3 結語

BIM技術在橋梁工程施工中的應用效益明顯，應用數字信息仿真等構建三維構筑物模型，將各類數據優化整合，能提前預判沖突、強化施工組織、優化要素配備等，在佛山市順德區碧桂路南國路全互通項目施工的中，開創了在老城區施工“進場即開工”的大好局面，減少了地下管網對施工推進的影響，保障了施工組織計劃的嚴謹性。從經濟層面而言，BIM的應用通過對施工組織進行模擬，能夠優化資源配置，節約資金;縮短了施工周期，降低了成本。從施工安全、質量層面而言，BIM能夠對工藝進行全真模擬，提前發現了各類隱患和問題，避免了現場實際安全、質量問題的發生。

參考文獻

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[6]蔡張杰. 橋梁工程BIM技術應用研究[J].科技展望. 2016（35）

收稿日期：2020-07-05

作者簡介：陳謙（1977—），男，湖南岳陽人，本科，高級工程師，研究方向：橋梁。

Research on the construction application of BIM technology in the upgrading project of all interchanges in the old city

CHEN Qian

（The Seventh Engineering Co.， Ltd. of China Railway 12th Bureau Group， Changsha Hunan? 410004）

Abstract： The old city is the matrix of a big city. With the acceleration of urbanization， the urban population and vehicles are increasing. The original traffic cannot meet the existing needs. Just like the old city of big cities in the world， the old city of my country At a certain stage of urban development， there has also been a phenomenon of upgrading traffic light intersections to full interchanges， and the densely planned underground pipeline network in the old city has become a major constraint in the construction of the overpass upgrading project. This article combines the development of BIM technology in the all-interchange upgrade project of Bingui Road， Nanguo Road， Shunde District， Foshan City， analyzes the characteristics and concepts of BIM technology， and discusses the improvement of BIM technology in the old urban area from the construction preparation stage and the construction stage. Construction application of engineering projects.

Keywords： Old city; full interchange; BIM technology; bridge construction; application