探究BIM技術在市政路橋施工中的應用

趙淑招

清遠市恒通建筑工程有限公司 廣東 清遠 511500

隨著城市規模的日益擴張，人們的日常生活水平得到了提升，對公共服務基礎設施提出高要求，體現在城市路網規劃、老舊道路結構更新方面。在上述規劃工作中，BIM技術可以彌補常規規劃的缺失，保證規劃過程的智能化水平，生動演示項目各環節的壽命周期，為項目決策管理提供技術支持。因此，憑借BIM技術的低風險、高效益優勢，被廣泛應用到市政路橋施工中，技術應用價值顯著。

1 BIM技術在市政路橋施工中的優勢

BIM技術為建筑信息模型，屬于建筑行業智能化技術，將成為建筑業的發展趨勢。分析BIM技術、新信息技術的融合理論、方法，討論數據資源體系、項目智能化審批、建模軟件應用等，形成數字化管理平臺。完整的BIM技術，能夠將項目各環節的數據信息、資料文件連接在一起，全面定義工程建設對象，所以被廣泛應用到工程建設領域[1]。圖1為BIM技術應用流程圖。BIM技術涉及到大量數據源，能夠高效處理全局信息資源共享、異相統計信息統一性、分布式技術等問題，在工程建設維持期，可以建立工程技術信息系統，從而共享信息數據，因此工程領域將BIM技術稱為工程技術電子化方案，推廣應用到工程設計、施工、信息管理等領域。BIM技術可以為項目提供優質的管理環境，提升項目建設效率，減少建設單位的經濟損失。所以關于BIM技術在市政路橋施工中的優勢如下：

圖1 BIM技術應用流程圖

1.1 技術模擬能力強

在現代市政路橋施工中，BIM技術的模擬操作功能十分強大，通過計算機與儀器實現仿真作業，對比分析仿真作業，有效規避技術缺陷與施工問題，篩選科學的施工方案，提供精細化管理模式，促進路橋施工系統的現代化發展。市政路橋施工中，施工人員利用BIM技術捕獲的信息，統計分析路橋地理環境要求、結構特點，同時優化路橋工程的荷載量，掌控施工各環節的細節問題。

1.2 自動制定和編輯圖紙

加大BIM技術與平臺的配合度之后，可以自主設計和制作工程圖紙、資料文件，直觀看到項目設計的細節，既可以提升路橋施工效能，還能保證施工信息的真實性。路橋工程中，在更新工程數據信息系統后，會同步修改施工過程產生的三維構造模型、圖文信息，避免施工人員多次查閱和修改數據，減少時間與精力的浪費，保證路橋工程建設的順利性。

1.3 協調各學科專業技術

路橋工程設計理念的提升，人們對路橋工程提出較多要求，再加上路橋工程建設難度加大，所以要在同一個平臺內融合多科學技術，實現路橋施工的一體化發展。路橋工程設計與施工中，涉及的工程技術知識非常多，比如工程結構、施工管理等，BIM技術可以有效整合各專業工程知識、信息技術，深化工程設計環節的技術應用，減少各專業沖突，全面提升工程設計品質，減少設計變更與返工情況。BIM技術可以融合各專業學科，共享路橋工程的信息資源，充分發揮出專業知識的優勢，實現技術共享資源的目標。

1.4 精準管理材料

應用BIM技術、4D進度模擬，可以精準管理工程材料。通過統計分析功能，獲得物料標準實物量，編制科學的采購計劃，發放限額領料單，減少物料使用量，從而降低工程成本。工程竣工后，對比預計物料量、實際物料量，實現物料的動態化管控。

2 BIM技術在市政路橋施工中的應用

2.1 施工圖BIM模型

在市政路橋工程中，選擇Revit、Dynamo、Civil 3D軟件體系。由于道路曲面建模難度大，隨著場地、高程的變化，要逐步調整構件參數。應用Revit、Dynamo軟件，對圖紙參數、設計邏輯進行編程，確保構件按照場地、路面自動組合建模，存儲Dynamo節點，便于后續使用[2]。工程人員只需要更改節點內的模型參數、Civil 3D參數，即可自動生成模型，既能提升BIM模型建設效率，同時降低時間成本、人力成本。市政路橋工程使用Revit、Dynamo、Civil 3D軟件，可可以實現標準化建模節點，涉及到拾取箱梁點位、布置橋墩構件、拾取道路路線、拼接箱梁。在工程建模中，工程人員要統計圖紙問題，出具詳細的問題報告，并且提出優化建議，之后提交給設計單位修改。采用無碰撞檢測法，能夠出具模型的平面圖紙、三維圖紙，使現場人員更好地理解設計，提升施工準確性。圖2為路橋施工圖BIM模型。

圖2 路橋施工圖BIM模型

2.2 場地布置模型

使用Revit軟件，實現場地的可視化模擬，優化安排物料堆放區、施工用地區、臨時設施區、材料加工區。BIM模型可以展示出施工場地的平面布置，將參數信息添加到平面布置的“族”中，詳細記錄使用單位、使用面積等信息。同時按照時間維度，關聯獨立的平面布置，隨時掌握平面布置的變化狀態。此外，工程項目利用工作面管理，可以展示出項目各部分的施工順序。

2.3 統計工程量

路橋設計計算、工程造價估算都必須達到準確標準，傳統方法以人工估算為主，時間成本高，且獲取的估算結果不太準確。應用BIM技術，可以準確測算工程各環節的施工周期、施工費用，同時將數據信息存儲到信息平臺，為后續施工提供參考。BIM技術收集的工程量數據，既能為造價測算提供參考，還可以為施工方案制定提供參考[3]。利用5D關系數據庫，建立完整的BIM數據庫，準確計算工程量，保證施工預算的準確性。BIM數據庫的數據粒度可以達到“構件級”，可以為項目管理提供必要的數據信息，全面提升施工管理效率。BIM技術能自動計算項目物理量。通過BIM技術設計市政路橋工程，要發揮出3D激光掃描技術的作用，保證坐標數據的真實性，將數據應用到后期規劃、數據、繪圖等工作。

2.4 復雜節點施工方案模擬

按照實際情況，建立復雜節點的BIM模型，通過BIM工具轉化施工方案，全面檢查方案缺陷與不足。優化整合BIM模型，在專業軟件內實現三維模擬渲染、工序動畫演示，模擬重點施工方案，檢驗重點施工部位的操作可行性。針對自動生成的三維圖像，可以幫助技術人員進行技術交底，使施工人員了解方案內容與要點。施工模擬內容中，涉及到內部構造、節點大樣、作業工序、施工順序，可以形成圖文、視音頻等多種方式，充分展示出施工工藝的操作過程。

2.5 施工工藝模擬

聯合BIM技術，做好復雜節點的設計技術交底，遵照模型深化處理，從而分析相關模型，為工程決策提供參考，全面提升施工、設計的信息交換效率。在模擬施工工藝時，針對主干路相交隧道工程，BIM技術能夠明確復雜節點，模擬相關技術工藝，以滿足工程施工需求。同時將施工工藝模擬圖帶入到軟件體系中，清晰呈現各環節內容，找尋各自施工工序與施工，防止各專業相互碰撞。

2.6 協同管理

路橋施工涉及到多個參建方，包括施工方、設計方、監理方等。在施工過程中，為了使各方及時傳遞項目信息，必須做好協同管理工作。提升協作效率、減少協作問題，已經成為BIM技術的項目應用要點。長期以來，項目合作交流以圖紙為主，不同參建方采用多方對多方交流法，應用BIM技術后，各參建方基于BIM模型溝通。通過Project-Wise系統，可以為工程各參建方提供協作平臺，以BIM模型作為管理核心，參建方通過軟件工具共享BIM模型，保證信息的一致性與即時性，全面提升施工效率。

2.7 碰撞試驗

路橋工程施工中，不同組織結構的施工復雜度高，很容易出現結構材料碰撞問題，對工程施工質量的影響明顯，還會影響工程進度控制效果。在項目碰撞檢測中，應用BIM技術保障工程施工管理實效性。在工程施工管理中，應用專業軟件的碰撞檢測模塊，可以合理檢測路橋施工的碰撞問題，全面提升路橋工程施工效率。使用BIM技術開展碰撞試驗分析時，要優化碰撞檢測流程，維護路橋施工效果。

2.8 施工進度模擬

在數據源內導入“Project”格式進度計劃，參考施工過程的工期要求，細化拆分模型，之后制作相關集合，將集合與工期節點連接起來，從而制定BIM進度模型。利用BIM技術，仿真模擬項目施工過程，基于4D信息模型，建立施工沖突分析、管理系統，對工程資源的進場時間進行實時化管控，以免出現拖延進度、返工等問題。利用建筑模型，直觀展示項目進度計劃，同時對比實際情況，明確計劃進度、實際進度的偏差，優化調整工程進度計劃。應用BIM技術的4D模型，能夠及時了解變更方案的工程量與進度，將其作為進度調整工具。

2.9 協助工程預算與成本管控

路橋工程項目中，成本控制為重要工作。常規成本管理以人工管理法為主，按照圖紙、報表完成預算。由于路橋工程的圖紙資料非常多，且關聯性不強，很難實現精準計算。應用BIM技術建立模型，詳細呈現出項目構件的工程屬性，準確測算工程量，明確工程預算成本，實現控制效益。

3 BIM技術的應用前景分析

市政路橋施工中，BIM技術的應用前景在于結合計算機技術、通信技術，保證功能作用的全面性，不斷完善路橋工程設計與施工。

第一，使用移動終端設計與施工。互聯網的普及率提升，移動智能終端具備較強的兼容性，人們獲取信息時不會受到時空限制。建筑設計領域，承包商為現場人員配置移動設備，在施工現場就能開展設計工作。

第二，通過無線傳感器網絡設計與施工。利用傳感器、監控器，能夠實時監測工程區域的空氣質量、溫濕度指數。無線傳感器網絡運行期間，可以匯總水資源、熱力、通風信息，之后提交給工程師，基于多角度分析工程現狀，制定科學的設計方案。

第三，云計算輔助設計與施工。在應用BIM技術時，還要發揮出云計算技術的作用，不管是資源消耗，還是分析結構，都要高效處理信息，做好實時計算工作，使設計人員快速獲取工程方案，做好對比分析工作。

第四，數字化現實捕技術輔助設計與施工。在應用數字化現實捕技術時，以激光掃描路橋工程，獲取重要參數。設計人員在3D空間內開展設計工作，采用沉浸式、交互式方式，直觀呈現出設計產品的開發情況。

第五，協作式設計與施工。BIM技術被看作工作流程，不僅會改變設計方式，還會改變執行項目施工方式，應用協作式設計法，業主、承包商、設計人員建立合作關系，保證項目設計效益。

4 BIM技術的效益分析

4.1 經濟效益

利用BIM技術，可以實現工程圖紙、施工流程的可視化，由非專業技術人員判斷工程問題，可以及時處理施工過程的潛在隱患。加大流程管理力度，利用現代流程模擬、工期數據方式，提升施工管理效益。BIM技術可以優化工程方案，跟蹤工程資料的使用情況，減少建設費用與時間。工程技術人員利用BIM技術，可以縮短施工時間，投身到高價值的工程項目建設中。此外，BIM技術還能處理施工配合不順暢問題，避免增加工程管理成本。

4.2 社會效益

項目聯合信息化技術、現代生產管理平臺，實時監控周邊環境，比如路基施工點，施工區域的噪聲、揚塵污染等。應用BIM技術，與互聯網技術連接在一起，通過環境監測設備監測施工環境，深入踐行文明施工。通過現行規劃技術，科學規劃和控制現場資源，提升流程管控的精細化水平，實現節能環保目標。

5 結束語

綜上所述，市政路橋工程建設過程中應用BIM技術，能夠滿足時代發展對工程建設領域的要求，處理施工過程的重難點問題。以BIM技術建立立體空間模型，優化施工現場，以數據實時演算方式保證設計效益，減少施工過程的風險系數，全面維護施工建設的安全性。BIM技術能夠及時預警施工風險與偏差，提升工程的精細化管理水平。在應用BIM技術時，應當落實到路橋施工全過程中，從根本上提升路橋工程建設水平。