BIM技術(shù)在橋梁建筑施工管理中的應(yīng)用

錢振興

（上海建科工程咨詢有限公司，上海200032）

0 引言

如今，BIM技術(shù)和二維平面靜態(tài)管理的區(qū)別在于使得橋梁施工變得更為簡(jiǎn)便，另外也會(huì)讓相應(yīng)的施工操作變得與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一致。BIM技術(shù)在我國(guó)諸多方面均得到了很好的應(yīng)用，但針對(duì)橋梁施工而言，還處在一個(gè)初始的階段，一個(gè)不斷發(fā)展與完善的階段。在發(fā)展進(jìn)程之中，將BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合發(fā)展，將BIM技術(shù)優(yōu)化成“BIM+”等新興技術(shù)，可以在很大程度上推動(dòng)我國(guó)橋梁施工技術(shù)與管理的水平。

1 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)，即運(yùn)用信息技術(shù)將建筑模型變得可視化，并展現(xiàn)出來，以此來協(xié)助設(shè)計(jì)人員更好地完成設(shè)計(jì)工作。BIM為建筑信息模型（buildinginformation model）的英文縮寫。現(xiàn)今，該項(xiàng)技術(shù)通常被應(yīng)用在構(gòu)建建筑信息模型。構(gòu)建建筑信息模型要全方位考慮建筑工程施工的地理位置和用戶對(duì)于建筑方面的實(shí)際需求，技術(shù)人員全面搜集數(shù)據(jù)信息，以此將更為可靠化的數(shù)字模型構(gòu)建出來。傳統(tǒng)的建筑信息模型均是借助圖紙構(gòu)建的，2D圖紙的構(gòu)建模型欠缺直觀性，數(shù)據(jù)分析不足。但是運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建模型可以直觀地進(jìn)行分析，由此實(shí)現(xiàn)三維模型的構(gòu)建。

2 BIM技術(shù)項(xiàng)目應(yīng)用的特點(diǎn)

2.1 預(yù)見性

BIM技術(shù)具備著超強(qiáng)的預(yù)見性，管理人員運(yùn)用BIM模型的可操作性與信息化特征，針對(duì)橋梁項(xiàng)目外觀成效實(shí)施清晰的查看，由此來達(dá)到項(xiàng)目信息精準(zhǔn)化定位，充分考慮各類影響因素與條件，對(duì)于工作人員的施工重難點(diǎn)實(shí)施全方位掌控，實(shí)現(xiàn)施工方案與優(yōu)化的目標(biāo)。運(yùn)用BIM技術(shù)的模擬功能，對(duì)于影響項(xiàng)目各類因素實(shí)施分析，有效識(shí)別項(xiàng)目重難點(diǎn)，高效執(zhí)行管理措施，預(yù)防施工階段引發(fā)的事故。對(duì)于控制成本、降低浪費(fèi)、環(huán)境保護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)尤為顯著。

2.2 可視化

BIM技術(shù)可以將原先繁雜的二維圖紙轉(zhuǎn)化成直觀的三維立體模型，運(yùn)用可視化特征直觀了解橋梁施工的具體情況，確保可視化監(jiān)控各施工環(huán)節(jié)，保障相互溝通交流、決策管理工作更為精準(zhǔn)化。管理人員可以針對(duì)地基施工、樁基施工、工藝難點(diǎn)等信息進(jìn)行更為深入、形象、直觀的了解，將其中所出現(xiàn)的失誤率降到最小。

2.3 信息化

在橋梁工程施工過程之中，要確保各單位和部門之間可以進(jìn)行高效的溝通，及時(shí)協(xié)調(diào)并處理所出現(xiàn)的問題，預(yù)防對(duì)施工質(zhì)量與工期等產(chǎn)生的威脅。傳統(tǒng)的管理方式難以實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)，BIM技術(shù)通過信息數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建，確保各單位與部門進(jìn)行實(shí)時(shí)化的溝通與聯(lián)系。例如，施工單位將某施工工藝、重難點(diǎn)、注意事項(xiàng)等導(dǎo)入BIM系統(tǒng)之中，采購部門將混凝土等材料信息輸入BIM系統(tǒng)之中，其他有關(guān)部門可以盡快了解相關(guān)信息，從而及時(shí)協(xié)調(diào)施工成本、進(jìn)度、安全與質(zhì)量等等。項(xiàng)目信息在橋梁工程逐步推進(jìn)更新，工作人員運(yùn)用模型查看工程建設(shè)之中存在的問題，隨即采取行之有效的對(duì)策予以解決。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，BIM模型的精準(zhǔn)度愈高，且在慢慢地推廣運(yùn)用中。

3 BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)一般都處在邊遠(yuǎn)山區(qū)，施工相對(duì)困難，針對(duì)施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)尤為嚴(yán)格。現(xiàn)如今，我國(guó)橋梁建設(shè)與管理依舊沿用的是二維技術(shù)，技術(shù)與管理水平不佳，安全事故頻發(fā)，會(huì)出現(xiàn)諸多施工問題。BIM技術(shù)可以應(yīng)用在模擬與優(yōu)化施工方案之上，構(gòu)建施工現(xiàn)場(chǎng)信息的條形碼與QR碼和3D激光掃描來實(shí)施交互，通過實(shí)時(shí)跟蹤施工時(shí)間與建材使用情況，集成施工信息，不但在很大程度上提升施工人員的技術(shù)專業(yè)知識(shí)，且直接降低安全事故出現(xiàn)的概率，有助于提高橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。

4 BIM技術(shù)在橋梁建筑施工管理中的應(yīng)用

4.1 施工方案模擬

橋梁施工管理人員通過BIM技術(shù)對(duì)施工方案實(shí)施可視化模擬，全方位將技術(shù)交底工作落到實(shí)處。在針對(duì)繁雜次數(shù)高的工程實(shí)施方案編制處理的時(shí)候，可以應(yīng)用可視化模擬技術(shù)，保障施工人員的施工技術(shù)具備相對(duì)較高的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從根本上提高施工水平。BIM技術(shù)中所牽涉的動(dòng)畫模擬技術(shù)，是橋梁施工管理中一類指導(dǎo)性高、技術(shù)性強(qiáng)的技術(shù)，施工管理人員以動(dòng)畫模擬技術(shù)解剖和模擬工程建設(shè)結(jié)構(gòu)和施工布局，促使施工管理人員對(duì)工程設(shè)計(jì)有一個(gè)全方位、整體、系統(tǒng)的認(rèn)知。

4.2 實(shí)施空間碰撞檢測(cè)

在傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)過程之中，設(shè)計(jì)人員一般會(huì)將鋼筋的體積忽略不計(jì)。在具體施工之中，經(jīng)常會(huì)存在預(yù)埋鋼筋和主筋位置不同的情況，不但會(huì)影響到整個(gè)橋梁工程的質(zhì)量與性能，還會(huì)浪費(fèi)諸多成本資源。應(yīng)用BIM技術(shù)繪制三維模型，可以將鋼筋體積與位置明確地展現(xiàn)出來，以此為橋梁檢查工作提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，解決鋼筋與預(yù)埋件、預(yù)應(yīng)力之間的問題，預(yù)防在施工階段鋼筋出現(xiàn)硬性碰撞的現(xiàn)象，在最大限度上，提高橋梁工程的整體施工水平與質(zhì)量[1]。

4.3 場(chǎng)地布設(shè)活動(dòng)

在傳統(tǒng)二維平面場(chǎng)布設(shè)的時(shí)候，由于設(shè)計(jì)人員針對(duì)施工場(chǎng)地的環(huán)境與外形等諸多因素認(rèn)知不夠，在具體布置的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)誤差。應(yīng)用BIM技術(shù)，可真實(shí)還原施工現(xiàn)場(chǎng)可視化三維體，促使設(shè)計(jì)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一個(gè)全方位、系統(tǒng)性、科學(xué)合理的認(rèn)知，合理規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng)，提高布置效率和質(zhì)量，從而進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)施工工藝。比如，在銀西高鐵工程施工管理中，應(yīng)用BIM技術(shù)模擬整個(gè)工程實(shí)施方案。在不影響正常交通的基礎(chǔ)上，最大限度達(dá)到具體工作需求，科學(xué)配置空間資源，全方位提高橋梁施工管理成效[2]。

4.4 在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

在橋梁施工質(zhì)量管理之中應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)則是總包單位實(shí)施全生命周期的質(zhì)量管控，組建材料管理平臺(tái)強(qiáng)化監(jiān)控、跟蹤檢查、檢測(cè)進(jìn)場(chǎng)的施工材料，預(yù)防材料出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況。運(yùn)用3D-BIM參數(shù)化信息模型，合理管控施工現(xiàn)場(chǎng)，模擬施工方案與關(guān)鍵工序施工階段，可視化進(jìn)行施工管理、技術(shù)信息交底等事項(xiàng)，預(yù)防施工質(zhì)量受到現(xiàn)場(chǎng)偏差而引發(fā)不達(dá)標(biāo)的情況。另外，工作人員還可以運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)時(shí)模擬、分析并調(diào)整施工現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)劃布置。通過BIM技術(shù)的碰撞檢查功能，檢測(cè)并優(yōu)化施工方案，預(yù)防在施工環(huán)節(jié)引發(fā)沖突而導(dǎo)致施工質(zhì)量下降。在施工質(zhì)量管理過程中，管理人員運(yùn)用BIM信息管理平臺(tái)盡快進(jìn)行溝通交流，統(tǒng)籌好各項(xiàng)質(zhì)量管控工作，提高質(zhì)量管理水平[3]。

4.5 在進(jìn)度管理中的應(yīng)用

在橋梁施工進(jìn)度管理過程中，應(yīng)用3D-BIM模型明確施工時(shí)間信息，依照整體進(jìn)度方案明確劃分各項(xiàng)目與工序，通過4D的進(jìn)度管理系統(tǒng)合理安排時(shí)間信息。運(yùn)用BIM技術(shù)可以確保各部門高效溝通、交流有關(guān)信息，動(dòng)態(tài)化管理施工進(jìn)度。BIM進(jìn)度管理系統(tǒng)模擬分析施工階段，結(jié)合進(jìn)度方案進(jìn)行影響分析，達(dá)到施工方案的進(jìn)一步優(yōu)化。BIM技術(shù)可以在施工方案層面上，對(duì)施工環(huán)節(jié)所運(yùn)用到的人員、設(shè)備、資金等實(shí)施計(jì)算分析，一旦進(jìn)度方案改變，那么有關(guān)資源配置信息也會(huì)隨著系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)更新[4]。

4.6 在安全管理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)真實(shí)模擬橋梁施工中的重點(diǎn)工序，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。比如，在碼頭吊裝施工，在高空安全危險(xiǎn)區(qū)工作的時(shí)候，模板會(huì)有一定的自由擺動(dòng)幅度，BIM技術(shù)的仿真可以將危險(xiǎn)區(qū)域的特定范圍標(biāo)識(shí)出來，之后再調(diào)整原始設(shè)計(jì)，重新調(diào)整三腳架支架平臺(tái)的寬度，保障施工人員的人身安全。在針對(duì)大型CFST拱橋建造的時(shí)候，BIM技術(shù)可以運(yùn)用仿真技術(shù)構(gòu)建剛性骨架模型，真實(shí)模擬繁雜空間關(guān)系與三維圖形連桿數(shù)量，并預(yù)覽鋼筋的部位，安裝成效尤為顯著。對(duì)于易于出現(xiàn)十分嚴(yán)重的部位沖突，要盡快調(diào)整與更改設(shè)計(jì)方案，并實(shí)施多次仿真，至結(jié)果可行[5]。

5 結(jié)語

目前，在橋梁工程施工管理過程，應(yīng)用BIM技術(shù)可以顯著提升施工管理水平與質(zhì)量。通過BIM技術(shù)加大施工階段質(zhì)量管理，進(jìn)一步優(yōu)化安全管理，明確施工進(jìn)度，提升工程經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省成本造價(jià)。有關(guān)工作人員要積極改善創(chuàng)新，加大推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的同時(shí)，改善施工管理中的不足，全方位提升橋梁工程施工的管理質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)橋梁事業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展道路。