高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐

陳 亮

（重慶郵電大學(xué) 400065）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和科技水平的進一步提升，公路工程、房屋建筑、市政工程等基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)模進一步擴大，投資數(shù)額不斷增加。與此同時，隨著我國信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)運而生，為建筑工程項目設(shè)計、施工和運營維護等諸多階段中建設(shè)水平的進一步提高做出了不容忽視的重要貢獻。在此背景下，以高速公路工程建設(shè)為主要研究對象，對其實際建設(shè)施工過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用探討便有著重要理論意義和現(xiàn)實價值。

1 BIM應(yīng)用于公路建設(shè)的優(yōu)勢

1.1 高速公路設(shè)計能實現(xiàn)可視化

眾所周知，傳統(tǒng)模式下的高速公路工程建設(shè)實際過程中常采用CAD等二維設(shè)計方式，將高速公路的所有設(shè)計信息和設(shè)計內(nèi)容及建設(shè)標準都在同一張圖紙上顯示，線條錯綜復(fù)雜，也給施工人員造成了一定的施工難度，讓非專業(yè)工作人員很難達到了然于胸的理想效果，進而大幅度增加了實際施工過程中的溝通難度。借助BIM技術(shù)，能通過三維模型甚至四維、五維模型，將高速公路工程的相關(guān)設(shè)計信息充分展現(xiàn)出來，利用建立交互式模型、內(nèi)置構(gòu)件等諸多手段將工程項目的整體信息有條理地顯示出來，提升了高速公路工程的實際交流效率和施工效率。

1.2 提高了工程量計算準確性

在傳統(tǒng)模式下的高速公路工程實際建設(shè)過程中，對自然曲面和設(shè)計曲面的土方工程量進行計算時，往往需要專業(yè)工程師憑借其以往工作經(jīng)驗得出，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬铣霈F(xiàn)漏算或多算的不理想狀態(tài)。而現(xiàn)階段借助BIM技術(shù)平臺，可進一步將各種數(shù)據(jù)導(dǎo)入高速公路工程模型，以此得到土方調(diào)配圖，進而在求解最佳挖土運距和填土運距的基礎(chǔ)上確定科學(xué)合理的土方量和位移量，確定土坑位置和土方堆放地點，最終達到科學(xué)精確地計算高速公路工程實際施工建設(shè)所需工程材料數(shù)量的目的。

1.3 能夠有效減少工作量

任何工程項目建設(shè)過程中的設(shè)計變更都是不可避免的，而高速公路工程建設(shè)出現(xiàn)設(shè)計變更更是兵家常事。相關(guān)設(shè)計工作人員需要對其他關(guān)聯(lián)部位進行逐一修改，且該種方法并不能計算對不同構(gòu)件的影響。而利用BIM技術(shù)平臺，可借助模型的聯(lián)動性優(yōu)勢，避免單一處的設(shè)計變更所造成的整個工程項目參數(shù)改變的一一修改，在減少工作量的同時保證了不同模型構(gòu)件間的相互統(tǒng)一和高度協(xié)調(diào)，為減少高速公路工程的整體建設(shè)成本打下了堅實的基礎(chǔ)。

1.4 能夠?qū)崿F(xiàn)多領(lǐng)域協(xié)作

高速公路工程項目在其設(shè)計過程中需要不同設(shè)計院工作人員的相互配合，但傳統(tǒng)模式下的各設(shè)計方大多屬于單打獨斗，各設(shè)計主體方缺乏高效科學(xué)的溝通與交流，在工作傳遞過程中很容易出現(xiàn)溝通不良導(dǎo)致的糾紛與扯皮，降低了高速公路工程設(shè)計工作效率，也給整個高速公路工程的實際建造質(zhì)量埋下了一定隱患。借助BIM技術(shù)平臺，可有效建立包含了各參與方的模型，將相關(guān)專業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息全部納入模型平臺，在方便大家協(xié)同高效工作和設(shè)計的同時，更為各方主體提供了一定的交流空間，使道路工程師、結(jié)構(gòu)工程師及其他工程師能就高速公路工程的某一路段進行充分溝通與交流。

2 高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 策劃應(yīng)用

BIM技術(shù)在高速公路工程建設(shè)的策劃階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在BIM技術(shù)平臺和地理信息系統(tǒng)對設(shè)計條件的判斷分析、基于BIM技術(shù)平臺和道路信息系統(tǒng)的道路成本估算和實現(xiàn)互動漫游可視化等三大方面。就實現(xiàn)高速公路設(shè)計圖紙的互動漫游可視化方面而言，BIM技術(shù)平臺能有效根據(jù)相關(guān)設(shè)計人員所提供的各項數(shù)據(jù)信息和設(shè)計圖紙建立詳細的三維可視化模型，并在此基礎(chǔ)上分析高速公路工程項目所擁有的大量建筑物數(shù)據(jù)信息，還可進一步利用技術(shù)平臺和高速公路工程項目所在地的周邊環(huán)境對色彩、形狀、朝向等進行分析對比，為不斷優(yōu)化設(shè)計方案和策劃方案奠定一定基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)計應(yīng)用

在高速公路工程項目的實際設(shè)計階段，道路工程師和結(jié)構(gòu)工程師可利用BIM技術(shù)平臺進一步分析研究道路的幾何信息和數(shù)據(jù)信息，并對其關(guān)聯(lián)信息中存在的疑問進行充分交流和解答，以便雙方工作人員能在充分了解另一方設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計其他的交通結(jié)構(gòu)物，從而達到多專業(yè)、多方人員協(xié)同設(shè)計的最終目的。此外，BIM技術(shù)平臺還可根據(jù)已設(shè)計的相關(guān)方案進行分析計算，進而在探討已設(shè)計完成工程技術(shù)方案所需工程量、工程成本的基礎(chǔ)上計算成本效益，為進一步找到更加優(yōu)良的設(shè)計方案做鋪墊，以此提高整個高速公路工程項目建設(shè)水平。

2.3 施工應(yīng)用

就高速公路路基實際施工過程中的三維動態(tài)進度模擬試驗而言，BIM技術(shù)平臺能有效借助與地理信息系統(tǒng)之間的深度合作，在利用高度標準化的結(jié)構(gòu)構(gòu)建數(shù)據(jù)信息和完整模型的基礎(chǔ)上，對整個高速公路工程建設(shè)的施工信息進行分期計算，進而搭建精確度較高的三維可視化模型，以此對整個高速公路路基的實際施工過程進行動態(tài)演示，以便駐地施工工作人員及技術(shù)管理人員根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況調(diào)整公路路基工程的實際施工進度，保證工程項目施工進度目標符合合同要求。

2.4 運營與維護應(yīng)用

在高速公路工程項目的運營和維護階段，BIM建筑信息模型能和高速公路管理局的相關(guān)運營維護管理系統(tǒng)充分結(jié)合，能進一步發(fā)揮BIM模型在空間定位、數(shù)據(jù)庫信息記錄方面的實際優(yōu)勢，能借助實際施工信息和數(shù)據(jù)計劃表制定更加科學(xué)合理的維護措施，更能有效利用實時更新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為高速公路路面的實際運營維護做技術(shù)支撐，在降低運營維護難度的同時，為提升道路運營維護效率和減少道路運營維護成本打下堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

總之，BIM技術(shù)平臺自身所擁有的三維技術(shù)相比傳統(tǒng)的二維技術(shù)更為簡單快捷和節(jié)省成本，更在一定程度上具有了科學(xué)性和預(yù)算性，能使傳統(tǒng)二維模式下的高速公路道路設(shè)計、施工及后期運營管理的全生命周期過程變得可視化，變得更加系統(tǒng)、合理和高效，更能為進一步提升設(shè)計施工水平和未來高速公路建造水平積累一定的數(shù)據(jù)資料，為提高我國高速公路建設(shè)的信息化水平做出應(yīng)用的貢獻。