城市高架建筑信息模型應用指南研究

童立清 趙劍鋒 高鐵成 周明 付后國

摘 要 我國城市高架建筑事業領域推廣和應用BIM技術，相較于我國建筑行業包含的其他領域晚一些，由于城市高架橋工程項目的特殊性，整體BIM技術應用水平尚處于起步階段，應用點不夠全面，應用深度也比較淺，缺乏一個有深度應用的城市高架項目案例及BIM基礎標準。文章將會圍繞城市高架建筑信息模型應用指南，展開簡要的闡釋分析。

關鍵詞 城市高架;基礎標準;BIM技術;應用指南

概述

伴隨著國家層面“一帶一路”戰略和相關政策的提出和實施，我國市政交通行業發展過程中正在面臨著全新的挑戰。按照傳統施工管理方式，往往缺乏前控管理，帶來一系列的問題，如快餐式的設計周期導致設計質量下降與施工變更過多的問題、粗獷式的施工管理導致項目管理成本以及施工安全事故率穩定上升。尤其是在城市高架設計施工方面存在更多的制約因素對設計施工管理過程提出更高的要求。BIM技術的出現在極大程度上減少了以上的工程問題發生，并且已在相關行業取得了長足的發展，市政行業大量項目應用BIM技術，同時相關的BIM應用標準與指南相繼出臺。如《中國市政行業應用指南2015版》對市政行業進行了大體上BIM應用的規范與指導，但針對城市高架領域的BIM應用章節相對較少，因此為了完善市政行業的BIM應用指南，通過以勝陸公路項目BIM應用為例對城市高架領域BIM應用進行規范和說明。

所謂BIM模型，即通常所說的建筑計算機模擬系統，或者是建筑信息模型（Building Information Modeling），是一種在現代工程建設事業領域擁有廣泛應用空間的技術分析模型，其實質是借由對所有建筑工程項目相關信息的整合運用，建構形成具體的建筑模型，繼而利用數字信息仿真技術，模擬呈現特定建筑物在未來施工形成之后將會具備的各項真實信息。BIM技術分析模型具備穩定且鮮明的可視化，以及協調性特點，其在現代工程建設事業領域能夠發揮不容忽視的重要作用，不僅能有效加快現代城市建設發展事業的推進速度，還能為廣大人民群眾的日常化生產生活實踐過程，創造和提供優質且良好的服務支持條件。基于現有的研究成果和實踐工作經驗可以知道，將BIM模型在城市高架建筑工程項目施工管理過程中加以引入運用，能發揮扎實且有效的實際影響作用。

從宏觀性理論分析視角展開闡釋，開展針對城市高架建筑工程項目的信息模型建設工作，應當遵循如下基本思路：①借由對CAD設計圖紙文本中承載的相關內容的運用，建構形成與具體化的城市高架建筑工程項目相對應的施工流程靜態分析模型，其中具體包括城市高架建筑工程項目的主體結構特點、城市高架建筑工程項目施工現場綜合環境技術特點，以及城市高架建筑工程項目施工現場臨時設施配置情況等多方面的信息要素內容;②基于時間性考量維度的創造性工作，其具體內容包含工程施工作業進度計劃的引入添加，建立形成與具體城市高架建筑工程項目相對應的動態分析模型，繼而模擬演示城市高架建筑工程項目施工作業全過程各環節的具體狀況。

城市高架建筑信息模型應用指南編寫過程中應當遵循的基本思路為：

本指南結合勝陸公路項目，充分利用基礎模型數據進行相關的BIM應用上編寫，為城市高架建筑事業領域施工階段的BIM應用提供基礎參考數據。

本指南著重于模型應用、施工模擬、平臺應用三方面內容。

1模型應用

通常情況下，很多項目的BIM應用僅僅落在創建BIM模型這個過程，當模型創建完成后就對要做什么應用無從下手，為此我們基于勝陸公路項目的實踐，深入剖析城市高架特點，深度挖掘BIM模型（幾何體與信息）的價值。BIM模型作為一個儲存大量信息的數據庫，可通過整合、拆分、細化、變形等方式獲得施工階段所需的數據。通過對BIM模型的深化可利用BIM模型進行碰撞檢測、輔助鋼筋和鋼結構下料、用于復雜節點的可視化技術交底等應用。其中較深也很難的應用點便是利用BIM模型輔助下料。輔助下料對BIM模型的要求非常高，比如鋼筋必須按照設計圖紙的信息對單根鋼筋的彎折角度、錨固長度、彎曲半徑設置好，按照既定的鋼筋排布規則在混凝土模型中實體放樣，既要按照設計要求同時需要兼顧施工實際，這個過程需要BIM人員非常仔細和專業。最后通過BIM模型將所有的鋼筋模型建好之后分別布局到圖紙中，對每一類鋼筋進行下料標注隨同鋼筋明細表出具對應下料單，供施工現場鋼筋準確下料。雖然整個過程會相對煩瑣和工作量大，但對真正利用BIM模型指導現場施工的意義是非常重大，并且在模型深化過程中可對設計圖紙中的鋼筋間隙過小、鋼筋安裝順序混亂、鋼筋保護層不滿足要求等問題進行優化。真正利用BIM技術實現精細化施工管理與質量保障[1]。

在城市高架建筑工程項目施工圖紙設計工作開展過程中，對BIM技術的恰當合理引入運用，能促進施工圖紙設計工作成果持續優化完善，借由對三維管線輔助工具的結合運用，能有效解決處理在同一個模擬分析模型中統一擺放呈現多個專業內容要素的設計工作目標。在具體針對城市高架建筑工程項目施工圖紙開展深化設計工作環節過程中，要密切結合城市高架建筑工程項目實際具備的大小規模特征，切實設計形成具備更加充分精準性和合理性的建筑工程施工流程模擬演示模型，改善規避傳統二維施工圖紙文本在設計和使用過程中存在的各類不合理問題，助力施工圖紙設計工作人員能夠全面直接地發現施工圖紙設計過程中遭遇的各類具體問題，并且選擇運用適當策略展開改良調整。

在城市高架建筑工程項目施工建設作業環節的具體推進過程中，要借由對BIM技術的合理運用，以具備高度嚴謹性和規范性的管理干預工作態度控制好對各類施工應用材料，以及施工技術設備的應用環節，繼而全面性地關注和掌握城市高架建筑工程項目施工現場內部具體發生的各類情況。基于BIM技術的5D軟件在實際運行過程中，能夠全面性地導入施工場地信息、建筑整體信息，以及場地設施信息，在將城市高架建筑工程項目施工現場中的各類信息全面直觀生動地展示在施工管理人員面前條件下，能支持施工管理工作人員全面了解和掌握城市高架建筑工程項目施工過程中涉及的每一個具體步驟，以及已經獲取的推進進度，在及時全面發現施工現場中真實存在的各類具體問題前提下，制定和運用針對性策略展開解決處置。

在城市高架建筑工程項目施工建設作業環節的具體推進過程中，對BIM技術的恰當引入運用，可以立足于城市高架建筑工程項目施工活動的完整流程，實現具備系統性、規范性，以及合理性特點的造價管理控制工作實踐目標，在合理縮減項目運作過程中的經濟成本支出數額前提下，確保項目運作過程中順利獲取到最優化的經濟收益[2]。

2施工模擬

BIM模型已具備三維幾何形態，通過對現實施工環境的真實模擬對施工過程中的質量安全方面的隱患進行預測，通過對質量安全隱患的排查與處理，利用優化后的施工方案規范現場施工。尤其是在城市高架需要搭設腳手架與吊裝施工施工，因此會對施工范圍內的交通造成較大的影響，通過BIM技術重建施工范圍內的交通場景結合現場采集的交通數據對范圍內的交通組織進行分析。通過分析結果對施工組織方案進行優化，按優化后的方案再次進行模擬分析循環至最終交通組織方案，減少或改造現有的交通情況，使得現場范圍內交通盡量順暢[3]。

3平臺應用

BIM模型應用僅限于專業人員實現的靜態應用，遠遠不滿足項目部對施工現場的精細化管理，而需要進行大范圍基于BIM模型對施工現場的動態管控，就必須借助施工管理平臺手段來實現。在施工管理平臺上集成BIM模型和建設過程數據彼此動態關聯，以此作為施工現場項目大數據庫，人人都通過終端設備向施工管理平臺提取相應的施工所需數據信息，輔助管理決策。如進度管理需要對模型進行歸類與簡化，并將簡化后的模型上傳至施工管理平臺，通過將施工現場的施工進度數據與對應部位的模型進行關聯即可完成實際進度數據的錄入。在施工管理平臺上通過模型上計劃進度數據與實際進度數據的比對分析就可以直觀查看施工現場的進度偏差情況。平臺上的模型不僅掛接了進度數據，同時模型還具有工程量信息，根據工程量即可得到完成該工程量對應的相關資源情況如人工、機械、材料消耗量等信息。通過形成施工網絡計劃圖對施工進度進行偏差分析時，這些模型對應的數據即可用于資源調配的決策參考[4]。

4結束語

綜合梳理現有研究成果可以知道，在現代科學技術形態快速優質有序發展演化的實踐背景之下，BIM技術的存在和廣泛引入運用，能發揮極其顯著且不容忽視的實際影響價值，對BIM技術施加充分關注，并且在城市高架建筑事業領域對其合理開展引入運用，不僅能有效改善提升城市高架建筑工程項目施工管理工作的質量性、安全性，以及效率性，還能全面滿足城市高架建筑物施工建設環節運作過程中面對的各項基本需要，助推城市建設事業在具體運作發展過程中順利獲取到最優化的綜合收益。

參考文獻

[1] 黃龍明.毗鄰鐵路、城市高架保障房綠色（適宜）建筑設計——以泰山街道東門1號地塊保障房項目為例[J].建材與裝飾，2020，（4）：85-87.

[2] 陳冠東.城市軌道交通車站建筑造型設計實踐性總結——以廣州新型有軌電車站及廣州軌道交通二十一號線高架站建筑實踐為例[J].低碳世界，2017，（14）：118-119.

[3] 許小波.鐵路橋梁規范和建筑規范在城市軌道交通高架車站結構設計中的應用[J].城市軌道交通研究，2014，17（9）：128-130.

[4] 唐堅.高架線站城市環境與車站建筑的建筑學研究——新田園城市的生長點·景觀高架生態軸[J].中外建筑，2004，（6）：120-124.