BIM技術在公路施工領域探索應用

摘要：文章通過對公路工程施工階段的基本現狀分析總結，采用BIM新技術來協助解決施工難題，推動公路工程施工階段高效穩步進行。

[作者簡介]宋愛強（1993—），男，本科，助理工程師，主要從事BIM技術管理工作。

在公路工程的施工階段通過BIM（建筑信息模型Building Information Modeling，簡稱BIM）新技術的融合，BIM技術將信息數據進行集成，利用模型進行項目總體施工策劃、圖紙會審、方案模擬、復雜結構技術交底、工程量核算等，高效的實施流程以及精準的數據彌補傳統粗放管理模式，能提升施工階段的總體效率。目前暫未形成高效的應用流程，基于目前的應用程序平臺，本文針對公司基于試點項目的BIM技術應用進行應用流程總結，并嘗試進行實施推廣。

1 BIM實施流程

結合項目實際特點進行BIM工作流程劃分，根據項目分部分項情況進行結構模型拆分搭建，同時按照模型特點建立參數化族構件方便后續重復利用，提升建模效率，總體應用流程見圖1。合理選擇配置軟硬件[1]，軟件配置見圖2。BIM實施軟件采用Autodesk軟件：Infraworks進行項目施工前期總體規劃布局，公路BIM模型見圖3。Civil 3D進行地形數據處理、細部路線設計優化、路基部分土方量的計算、路基邊坡等構件的裝配及應用;Revit+Dynamo+Inventor建立參數化族庫，結合項目分部分項劃分編碼進行橋梁、隧道、涵洞等其他結構物的組裝建立;Navisworks總體組裝、部分結構物的碰撞檢測、施工總體進度模擬、復雜施工節點方案模擬;在施工生產階段將BIM模型上傳至BIM協同管理平臺進行施工現場信息、質量安全問題整改、機械設備數量、材料使用管理、資料整理上傳實時共享。

2 建立BIM模型

2.1 公路模型編制規則

按照相應的公路工程工程量標準清單編制橋涵、隧道、路基結構構件清單，并對構件模型劃分并按照信息模型編碼規則進行編制[2]，前面主要編碼按照規則進行編制，后面部分按照實際施工狀態進行添加編制，結構物編碼劃分見圖4。例如：1項目2標段XX橋梁1號墩左幅01樁基C20混凝土（鋼筋籠）：01-02-XX-01-01-Z-C20（GJL）。

在項目實施前期，根據施工圖紙以及后期BIM模型應用目標，建立參數化橋涵、隧道、路基、臨建等族構件庫，部分族庫見圖5。

2.2 建立BIM模型

（1）橋涵：利用Revit構建橋梁的所有構件（樁基、承臺、墩柱、蓋梁、梁系、橋面、其他），同時添加相應的材料尺寸等參數信息，然后利用Civil3D進行路線參數信息處理，輸出相應橋梁構件坐標數據進行各構件組裝成整體橋梁，橋梁建模信息等級見表1[3]，橋梁模型見圖6。

（2）隧道：利用Revit建立不同襯砌類型的隧道斷面和隧道附屬結構構件，按照項目實際施工狀態進行施工階段劃分組裝相應的隧道段落，方便后期借助BIM模型進行施工管理，隧道模型見圖7。

（3）路基：利用Civil3D路線參數輸入設計路線參數，進行路面結構的裝配，進行橫縱斷面圖的設計、土石方量的計算，采用Revit+dynamo進行路基邊坡結構（框格梁、拱形格、截水溝等）模型組建，路基模型見圖8。

（4）臨建：借助Revit軟件根據標準化臨建施工手冊建立臨建結構模型，按照實際規劃思路進行項目臨建的標準化規劃布置，其模型可重復利用并不斷補充添加完善其種類，在已有的地形圖上采用Civil 3D軟件進行臨時場地區域的規劃，并輸出實時土方數量，方便簡潔高效，臨建模型見圖9。

3 施工階段BIM技術應用

3.1 BIM圖紙會審

按照設計規范文件將2D施工圖建立BIM模型并將不同專業的模型整合在一起形成一個虛擬的結構實體，在實施過程中能夠非常高效地提升技術人員對圖紙信息的認知。通過建模階段發現設計缺陷，例如：公司正在建設的橋梁之一云南墨臨高速公路地約科1號大橋，通過BIM建模階段發現設計以及施工階段的不足，并且及時在施工前期將這些不足處理解決提升施工總體效率，BIM圖紙會審（部分）見表2。

3.2 BIM工程量統計

在創建項目工程模型的過程中，通過軟件計算統計功能輸出相應工程量，并且隨著模型的修改工程量也會隨時更新，更加準確地輔助工程量高效核算，通過核算發現設計量中比較規則的結構工程量差異較小，而異形復雜的結構工程數量差異較大，BIM工程量核算（部分）見表3。

3.3 BIM技術交底

在復雜工序施工前，技術人員對其進行三維剖解與分析，通過可視化的三維模型進行三維模型技術方案交底，消除工人理解障礙，提高工人施工效率，BIM技術交底見圖10。

3.4 BIM模擬優化方案

針對工程結構模型，創建精細的三維結構節點，例如箱梁節段的鋼筋與預應力鋼束總體模型將施工階段所需的臨時結構設備整合，共同分析在施工階段過程中所存在問題沖突，結合項目實際情況，編制相應的施工計劃進度，通過BIM模型進行項目總體或局部計劃進度模擬，不斷優化施工方案，見圖11，最終達到方案指導施工的目的。

3.5 BIM協同管理平臺

通過BIM協同管理平臺可進行施工進度把控、安全質量監控、資料共享管理、材料消耗管理等實現對項目高效精細化管理。

4 結束語

基于Autodesk一系列軟件基礎之上進行BIM技術應用，同時也能將BIM技術實施推廣，很好地避免了數據之間轉換所存在的缺漏。從項目的前期規劃至實施階段，都能突破傳統的管理模式而高效應用，從圖紙會審、工程量統計、技術交底、模擬優化方案、協同管理，完全可以實現替代傳統管理模式。

本文結合項目實際情況采用該流程，高效的應用流程以及精準的實時數據，能夠快速提升項目人員的現場管理能力，輔助剖析工程施工難題，不斷提升BIM技術在公路施工中的高效應用。

參考文獻

[1] 何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010，2（4）：110-117.

[2] 建筑信息模型分類和編碼標準： GB/T 51269-2017[S].

[3] 上海市住房和城鄉建設管理委員會.市政道路橋梁信息模型應用標準：DG/TJ 08-2204-2016[S].上海：同濟大學出版社，2016.