BIM 技术在团结岛水环境整治工程中的应用

李玉龙，尹 航

（1.中交上海航道局有限公司，上海 200002；2.上海交通建设总承包有限公司，上海 200136）

引 言

近年来，在国家和各地政府以及行业发展推动下，BIM 技术在工程建设领域迅速推广应用。尤其是在房建、铁路、市政等行业发展迅猛，技术及人才已相对成熟。另外随着智能设备的快速发展，VR技术、AR 技术以及倾斜摄影技术也为工程建设提供了众多的管理工具和管理手段，提高了工程管理效率和信息化管理水平。本文以BIM 技术在团结岛水环境整治项目南河畅通工程的应用为案列，总结出不同BIM 技术应用点和应用经验及价值。

1 工程概况

团结岛水环境整治项目南河畅通工程位于成都新津县南河片区团结岛，是一座市政公路桥梁。桥梁总长427 m，由主桥（飞雁式异型拱桥）和引桥组成，主线桥跨径布置：岸上段引桥40 m+飞雁式异型拱桥 35+95+95+35=260 m+陆上段引桥3×40=120 m，引桥总宽29.5 m，分为左右两幅桥，主桥总宽39.5 m，为整幅桥（见图1）。

图1 桥梁立面

2 BIM 在施工阶段的应用

BIM 技术在团结岛水环境整治项目南河畅通工程的应用点，其内容与重点随工程推进在不断变化，可总结提炼出以下几点。

2.1 施工方案与总平面布置比选

1）施工方案编制

施工方案编制中，经常会遇到想要表达的意思不能充分用二维图和文字表达的情况，BIM 技术可以应用三维模型对二维表达不清的问题充分展示。在施工方案编写过程中应用三维模型表现出原来二维图纸所表现的图例，对其中的关键步骤或者部位详细表现出三维结构，有助于应用方案人员对方案的准确理解，提高施工管理水平和效率。

图2 原方案中脚手架二维表达方式

图3 脚手架三维表达方式

2）总平面布置比选

施工总平面布置为工程材料的运输、材料存放、机械布置、施工区域划分以及临时设施等提供合理的安排方式，通过合理布置提高工作效率，减少工序交叉，尽量减少施工用地，节省场内搬运成本，有利于生产、安全防火和环境保护、便于生活等，对工程的工期和成本控制来说极其重要。

传统的平面布置利用二维图纸通过管理人员的判断去划分，不够直观形象，且在施工中容易产生新的问题，导致工期和成本的增加。应用三维模型进行临建布置比选还可以充分发挥出BIM 软件工程量统计的优势，不同的布置方式产生的工程量不同，据此可以比较临近的成本，进一步加强成本控制。采用三维可视化三维模型，对关键工序进行施工模拟，进行工程施工流程的预先仿真建造，来论证施工的可行性，确保施工过程中的可靠性和准确性。可以让施工人员更容易理解施工节点做法，有利于确保工程质量。

以临建建设方案为例，根据现场地形及邻近设施大小需要，应用模型进行现场布置比选，如图4所示。考虑到现场地形影响以及场地整平的工程量大小，在满足整体场地各功能区使用要求的情况下，经过1:1 模型在可布置临建范围内的布置安排，通过比选布置的合理性和经济性，选择最终布置方案。

2.2 倾斜摄影技术应用

倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过对现场实际数据的采集和处理直观地反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘精度提供保证。

在本工程中，主要将倾斜摄影测量的模型与BIM 模型相结合，应用实景建模技术对现场情况真实还原，生成的地形模型后期加入工程模型，管理人员可以从任意角度审视工程区域的真实情况并做相应的测量，整体布置施工场地功能分区以及工作面安排。同时倾斜摄影技术能够更加全面的查看工程的外部施工条件，充分了解影响工程施工的关键因素，进而优化施工组织方案和总平面布置，为工程推进提供更有利的决策辅助。

图5 倾斜模型真实效果与模型线面情况

2.3 VR 技术应用

BIM 技术结合虚拟现实（VR）技术对施工现场及完工建筑物进行360°的实景观察，并利用控制器通过不同视角观察施工现场。开发人员充分利用VR 技术特点，并与BIM 理念深度结合，真实还原工程结构及周边地形的实际情况，为项目管理人员量身定制以虚拟建造、工序模拟、VR 漫游为切入点的专项软件，辅助进行工序优化比选、关键节点查看、构件结构与信息查询，提供解决项目管理难点，提升施工管理人员对工序的掌握和控制。

图6 模型拼装模拟环境及施工构件模拟安装界面

2.4 工程漫游与施工技术安全交底

虚拟仿真漫游的主要目的是利用BIM 软件模拟建筑物的三维空间关系和场景，通过漫游、动画和VR 等形式提供身临其境的视觉、空间感受，有助于相关人员在方案比选阶段进行方案预览和对比。在方案编写阶段检查施工场地及相关施工设施设备布置的匹配性、可行性、美观性以及合理性，以便于进一步分析、优化空间布局等。减少由于事先规划不周全而造成的损失，有利于设计管理人员对方案进行辅助评审，促进场地布置的规划、设计与管理。

图7 工程漫游

施工技术与安全交底采用传统交底方案与BIM 技术相结合的方式进行，主要运用三维动画模拟施工工艺，在动画中加入各施工要点以及注意事项，在各级施工交底过程中技术管理人员可以应用交底动画形象地为各位参建人员进行技术交底和安全交底。能够实现从多个角度和方位进行全面解析技术和安全难度以及重点，较单纯以纸质文档和口述交底效果要好。

图8 应用三维动画技术交底

2.5 文明工地标准化布置

BIM 技术可以将这些标准化内容建成构件，形成对应的族库，在具体项目的BIM 模型中添加和布置，方便项目部快速布置文明工地相关内容，提前了解布置后的视觉效果，并对布置位置和方案进行选定。对形象标识规范化，从文化形象开始，将标准化理念贯穿项目管理全过程，力求将每一个项目打造成为企业形象的最佳展示窗口。

为了进一步加强施工企业的施工现场管理，提升公司项目现场标准化水平，有效地促进公司各项基础管理，树立良好的企业文化形象，各项目部根据公司下发的文明标准化建设规定，实行文明工地标准化建设。

2.6 项目管理平台应用

目前已开发了基于BIM 的施工项目管理平台（见图10），该平台已经实现了进度、质量、材料、成本、产值、文档等功能在本项目中进行测试应用，并广泛收集了反馈信息，正逐步将上述模板功能完善。

图10 施工项目管理平台

1）进度管理：通过多协同管理平台直接编制进度计划，将进度计划中的施工任务附加给模型中的构件进行施工模拟，清晰直观地了解各时间节点需要完成的工程量。该功能可对每一分项、分部或单位工程进行单独的进度管理，也可以对整个项目的进度进行管理。还能实现实际进度和计划进度对比，存在偏差的，对偏差进行报警，方便管理人员有针对的采取切实可行的纠偏措施。平台在将人机料消耗量融合了工作面工作效率给施工任务，将实际施工进度和实际发生的资源消耗进行比对，辅以自动计算的工作面实际效率快速判断施工任务是否正常。

2）质量管理：在质量管理功能模块实现质量验收与构建关联，且实现上传、查看、导出、检索等实用功能。平台允许使用者在工程划分挂载表单，如各种报验单等，平台将对验收与非验收的模型部分加以区分，提醒应用人员及时完成验收任务。

3）材料管理：在材料管理部分将具备材料总额、材料进场计划编制、入库台账、检测、材料出库管理、材料二次加工等实用功能。另外，平台按项目部材料管理人员制定的规则，按时对比材料进场计划、已进场数量和仓库库存情况，并在现有材料数量与计划进场数量的偏差超过警戒阈值时，向相关管理人员发出警示信息。

3 结 语

本文从团结岛水环境整治项目南河畅通工程项目的BIM 应用入手，形成了施工方案与总平面布置比选、倾斜摄影、VR 以及工程漫游技术应用，文明工地标准化布置、项目管理平台等应用点，可供众多企业在类似项目中参考。

从以上BIM 技术在白鹤大桥中的实际应用，可以看到BIM 技术为项目管理提供先进和高效的管理方式，该技术将会在越来越多的工程建设领域发挥更大作用。同时通过本文的探讨，可以看出BIM技术给桥梁建设带来了新的变革模式，时代在不断地改变，我国基建行业也随着科技的潮流不断前进，作为基建中重要的一环——桥梁，不能够一直墨守成规，应该勇于探索BIM 技术的具体应用，充分享受BIM 给桥梁建设带来的生产效率提高、经济效益提高等好处，以更加科学、高效的建设创新模式为中国桥梁事业再攀高峰。