BIM在道路工程中的應(yīng)用

趙黎明

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)工程得到廣泛關(guān)注。文章簡(jiǎn)單介紹了BIM技術(shù)的概念、特點(diǎn)和現(xiàn)狀，并從明確設(shè)計(jì)方向、提高分析能力、協(xié)調(diào)施工管理和保障運(yùn)營(yíng)水平等方面對(duì)BIM在道路工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望為相關(guān)的工程建設(shè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；道路工程；模擬

中圖分類號(hào)：U415 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0167-02

Abstract： With the rapid development of economy， BIM technology and engineering has been paid more and more attention. This paper briefly introduces the concept， characteristics and present situation of BIM technology， and analyzes the application of BIM technology in road engineering from the aspects of defining design direction， improving analysis ability， coordinating construction management and ensuring operation level， etc.， in the hope of providing reference for the related engineering construction.

Keywords： BIM technology； road engineering； simulation

BIM是科技發(fā)展的最新成果，給工程界帶來(lái)了新的變革。結(jié)合BIM技術(shù)的特點(diǎn)，將道路工程作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)具體方面的應(yīng)用進(jìn)行分析，明確認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)能夠很好地滿足道路工程在新時(shí)代下的理念需求，推動(dòng)道路工程建設(shè)的全面發(fā)展。

1 BIM的概念、特點(diǎn)和現(xiàn)狀

1.1 BIM的概念

BIM（Building Information Modeling/Building Information Model）是指以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建構(gòu)筑物所具有真實(shí)信息的建筑信息模型。BIM通過(guò)三維數(shù)字技術(shù)，整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。BIM是一種工具，一方面工程人員可以通過(guò)它更好地理解工程信息，并做到科學(xué)應(yīng)對(duì)，節(jié)約生產(chǎn)成本。另一方面設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工部門、管理機(jī)構(gòu)可以借助它實(shí)現(xiàn)合作交流，提高生產(chǎn)效率。BIM又一種載體，是全球共享的知識(shí)資源，它包含了工程和設(shè)備的各種專業(yè)數(shù)據(jù)，并明確了工程和設(shè)備的屬性。

1.2 BIM的特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有直觀性、協(xié)同性、參數(shù)性、標(biāo)準(zhǔn)性和優(yōu)化性五大特點(diǎn)：（1）直觀性，通過(guò)對(duì)工程建筑進(jìn)行構(gòu)建，形成立體圖，以實(shí)物狀態(tài)展示給大家，讓人們直觀地對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)、討論和決策。（2）協(xié)同性，在施工前期，可以針對(duì)項(xiàng)目各個(gè)階段的問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，綜合對(duì)比得出數(shù)據(jù)。（3）參數(shù)性，利用參數(shù)對(duì)建筑進(jìn)行描述，細(xì)化到建筑單元的真實(shí)組成結(jié)構(gòu)，比如墻、門、窗臺(tái)、立柱等。（4）標(biāo)準(zhǔn)性，由于BIM數(shù)據(jù)是共享的，所以必須遵照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這樣不同的設(shè)備能夠直接讀取這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息有效地流通。（5）優(yōu)化性，由于建筑工程需要不斷升級(jí)優(yōu)化，所以，BIM通過(guò)提供工程存在的問(wèn)題，并提出優(yōu)化措施，能夠提高工程的效率。

1.3 BIM的現(xiàn)狀

因?yàn)?，道路工程的建筑主體和實(shí)施對(duì)象一般都是幾百公里的道路，這就要考慮地理環(huán)境的影響，比如橋梁、涵洞、隧道、天橋等情況，這些情況特點(diǎn)復(fù)雜，種類多變，使得BIM系統(tǒng)在這方面應(yīng)用的程度比較低。加上工程方面牽涉的人員復(fù)雜，從決策投資到設(shè)計(jì)方案，從施工過(guò)程到監(jiān)督管理，都是不同的人員對(duì)象，而這些人對(duì)于信息的需求不一致，也就對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)和依賴性不同，造成BIM推廣應(yīng)用遇到困難。由于BIM并沒(méi)有專門針對(duì)道路工程的專門軟件系統(tǒng)，在使用設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的軟件上，很難與BIM系統(tǒng)相匹配，造成使用效果不佳，造成信息分散，不能整合到一起。

2 BIM在道路工程中的應(yīng)用

2.1 明確設(shè)計(jì)方向

BIM運(yùn)用三維數(shù)字化的信息模型，能夠很好地展示三維空間，避免過(guò)去在二維空間中數(shù)據(jù)的丟失和不準(zhǔn)的情況，能夠給大家展示真實(shí)的設(shè)計(jì)意圖和工程完工時(shí)的樣子，不易產(chǎn)生誤解。而且模型和屬性分門別類，一目了然，根據(jù)具體參數(shù)，能夠清晰地表達(dá)具體復(fù)雜的問(wèn)題。這一點(diǎn)在工程復(fù)雜度較高的建筑行業(yè)有了很好的應(yīng)用，針對(duì)道路工程，由于復(fù)雜度相對(duì)較低，而且道路之間大同小異，這就使得工程更加依靠經(jīng)驗(yàn)。但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，道路工程變得復(fù)雜起來(lái)，在城市中，各種道路相互交叉縱橫，加上一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造型獨(dú)特的工程的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段已經(jīng)跟不上時(shí)代了。由于施工方案一直以圖紙為準(zhǔn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，容易造成審圖不清的問(wèn)題，在實(shí)際施工中施工不當(dāng)，造成惡劣影響。通過(guò)BIM技術(shù)，可以提前發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患和設(shè)計(jì)不妥之處，更容易讓施工人員接受和理解，在施工階段，對(duì)其中重要的工程段進(jìn)行展示，可以將工程細(xì)分為子模型，將個(gè)別子模型再繼續(xù)細(xì)分，例如道路中架設(shè)橋梁，就可以將橋梁分為主梁、蓋梁、墩、系梁、承臺(tái)、樁等，細(xì)至每個(gè)邊坡、每個(gè)橋墩都是不同的子模型，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)這些子模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和搭建，能夠加深對(duì)設(shè)計(jì)的理解[1]。

2.2 提高分析能力

BIM的顯著優(yōu)勢(shì)就是強(qiáng)大的分析能力，能夠直觀地理解道路的交叉分布情況，對(duì)工程進(jìn)行分析論證和調(diào)整，提高施工的安全性和合理。加上BIM包含大量的數(shù)據(jù)信息，能夠提供專業(yè)的分析和結(jié)論，更好地支撐道路工程的施工。由于道路工程影響因素較多，即使設(shè)計(jì)方案完美無(wú)缺，在準(zhǔn)備的過(guò)程中還是會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題，加上施工準(zhǔn)備周期被壓縮，需要加快建設(shè)水泥穩(wěn)定土拌合站和瀝青拌合站，建設(shè)過(guò)程中由于部件復(fù)雜，時(shí)間緊迫，稍有不慎就容易返工。而BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的拆裝模式不同，能夠直觀展現(xiàn)安裝順序，并對(duì)部件進(jìn)行調(diào)配，減少了重復(fù)作業(yè)的可能，縮短了安裝時(shí)間，保證施工生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，要先勘查現(xiàn)場(chǎng)情況，分析場(chǎng)地限制，排除安全隱患，讓BIM技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的功能。5年前，四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院組建專門團(tuán)隊(duì)研究BIM技術(shù)，如今，BIM中心的攻關(guān)已取得初步成果，并在全國(guó)交通系統(tǒng)率先將這一技術(shù)應(yīng)用到公路設(shè)計(jì)上。如公路選線工作，電腦在1小時(shí)內(nèi)可給出60種設(shè)計(jì)方案，并按照造價(jià)最省進(jìn)行智能排序，而采用傳統(tǒng)工作方式設(shè)計(jì)10個(gè)方案可能需要1個(gè)月的時(shí)間。BIM中心已開發(fā)的系統(tǒng)中，僅橋型就有100余種構(gòu)件、20多種不同的隧道結(jié)構(gòu)形式。目前，36個(gè)工可項(xiàng)目、22個(gè)勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目都已應(yīng)用BIM技術(shù)，包括雅康、汶馬、樂(lè)漢、仁沐新等高速。

2.3 協(xié)調(diào)施工管理

隨著道路工程的規(guī)模越來(lái)越大，難度越來(lái)越高，一個(gè)項(xiàng)目往往需要多個(gè)部門進(jìn)行合作，這些合作經(jīng)常是跨專業(yè)、跨領(lǐng)域、跨部門的，而BIM具有的強(qiáng)大的協(xié)同能力，正好有了用武之地。傳統(tǒng)的模式，不同的人員之間的合作，主要是通過(guò)圖紙拷貝，就是把圖形文件復(fù)制進(jìn)行傳播，只能解決一些低級(jí)的問(wèn)題，對(duì)于高要求的道路工程，無(wú)能為力。比如講修路的交叉口、坡度問(wèn)題交給不同的人，那么傳統(tǒng)方法，這樣的任務(wù)一般很難完成，因?yàn)槠矫鎴D由很多關(guān)聯(lián)的線條組成，還有必要的文字補(bǔ)充，這就讓大家的成果不能很好地在圖紙上體現(xiàn)。應(yīng)用BIM技術(shù)之后，因?yàn)樗锩嬗泻芏噙@樣的模型，可以找到合適的，直接進(jìn)行填充合并就可以了，不容易出錯(cuò)，合作起來(lái)還很方便。BIM能夠把施工的各個(gè)部門連接在一起，加強(qiáng)各方的溝通，比如道路工程中，有做路基的，有做配電的，有做橋梁的，每個(gè)部門都有各自的進(jìn)度安排，如果不進(jìn)行溝通，容易造成資源浪費(fèi)，出現(xiàn)施工重合的沖突。通過(guò)BIM，對(duì)各個(gè)部門的進(jìn)度有了直觀的了解，并根據(jù)相關(guān)的方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，減少了拖延工期的現(xiàn)象[2]。

2.4 保障運(yùn)營(yíng)水平

道路工程施工完成后，需要進(jìn)行運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，這期間同樣需要BIM。因?yàn)锽IM已經(jīng)形成了一套完整的數(shù)字化、智能化、立體化的管理系統(tǒng)，并且集合了最新的科技成果，能夠充分調(diào)動(dòng)資源，解決管理方面的漏洞和問(wèn)題。在過(guò)去管理相對(duì)分散、溝通不足的基礎(chǔ)上建立集中、精準(zhǔn)的管理模式，能夠在道路運(yùn)營(yíng)方面出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)解決[3]。2017年南寧市依托BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，以本市所有道路工程項(xiàng)目建設(shè)和管理為對(duì)象，通過(guò)大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)，構(gòu)建了BIM技術(shù)運(yùn)用管理信息云中心，實(shí)現(xiàn)管理南寧市所有道路工程建設(shè)項(xiàng)目的目標(biāo)。此外，南寧市還出臺(tái)了一批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和配套鼓勵(lì)政策，一方面是通過(guò)項(xiàng)目示范來(lái)形成產(chǎn)品質(zhì)量保證體系和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，保證BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的更新升級(jí)，另一方面是加快制定出臺(tái)道路工程建設(shè)的鼓勵(lì)扶持政策，給予財(cái)政，金融和稅收等方面的扶持。

3 結(jié)束語(yǔ)

在道路工程建設(shè)蓬勃發(fā)展的今天，BIM憑借其高效、精準(zhǔn)、迅速、直觀的優(yōu)勢(shì)，在推動(dòng)道路工程建設(shè)方面，起到了很好的作用。希望隨著BIM技術(shù)的成熟發(fā)展，道路工程中的BIM應(yīng)用會(huì)給人們帶來(lái)更多的幫助。

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