BIM技术在公路施工领域探索应用

摘要：文章通过对公路工程施工阶段的基本现状分析总结，采用BIM新技术来协助解决施工难题，推动公路工程施工阶段高效稳步进行。

[作者简介]宋爱强（1993—），男，本科，助理工程师，主要从事BIM技术管理工作。

在公路工程的施工阶段通过BIM（建筑信息模型Building Information Modeling，简称BIM）新技术的融合，BIM技术将信息数据进行集成，利用模型进行项目总体施工策划、图纸会审、方案模拟、复杂结构技术交底、工程量核算等，高效的实施流程以及精准的数据弥补传统粗放管理模式，能提升施工阶段的总体效率。目前暂未形成高效的应用流程，基于目前的应用程序平台，本文针对公司基于试点项目的BIM技术应用进行应用流程总结，并尝试进行实施推广。

1 BIM实施流程

结合项目实际特点进行BIM工作流程划分，根据项目分部分项情况进行结构模型拆分搭建，同时按照模型特点建立参数化族构件方便后续重复利用，提升建模效率，总体应用流程见图1。合理选择配置软硬件[1]，软件配置见图2。BIM实施软件采用Autodesk软件：Infraworks进行项目施工前期总体规划布局，公路BIM模型见图3。Civil 3D进行地形数据处理、细部路线设计优化、路基部分土方量的计算、路基边坡等构件的装配及应用;Revit+Dynamo+Inventor建立参数化族库，结合项目分部分项划分编码进行桥梁、隧道、涵洞等其他结构物的组装建立;Navisworks总体组装、部分结构物的碰撞检测、施工总体进度模拟、复杂施工节点方案模拟;在施工生产阶段将BIM模型上传至BIM协同管理平台进行施工现场信息、质量安全问题整改、机械设备数量、材料使用管理、资料整理上传实时共享。

2 建立BIM模型

2.1 公路模型编制规则

按照相应的公路工程工程量标准清单编制桥涵、隧道、路基结构构件清单，并对构件模型划分并按照信息模型编码规则进行编制[2]，前面主要编码按照规则进行编制，后面部分按照实际施工状态进行添加编制，结构物编码划分见图4。例如：1项目2标段XX桥梁1号墩左幅01桩基C20混凝土（钢筋笼）：01-02-XX-01-01-Z-C20（GJL）。

在项目实施前期，根据施工图纸以及后期BIM模型应用目标，建立参数化桥涵、隧道、路基、临建等族构件库，部分族库见图5。

2.2 建立BIM模型

（1）桥涵：利用Revit构建桥梁的所有构件（桩基、承台、墩柱、盖梁、梁系、桥面、其他），同时添加相应的材料尺寸等参数信息，然后利用Civil3D进行路线参数信息处理，输出相应桥梁构件坐标数据进行各构件组装成整体桥梁，桥梁建模信息等级见表1[3]，桥梁模型见图6。

（2）隧道：利用Revit建立不同衬砌类型的隧道断面和隧道附属结构构件，按照项目实际施工状态进行施工阶段划分组装相应的隧道段落，方便后期借助BIM模型进行施工管理，隧道模型见图7。

（3）路基：利用Civil3D路线参数输入设计路线参数，进行路面结构的装配，进行横纵断面图的设计、土石方量的计算，采用Revit+dynamo进行路基边坡结构（框格梁、拱形格、截水沟等）模型组建，路基模型见图8。

（4）临建：借助Revit软件根据标准化临建施工手册建立临建结构模型，按照实际规划思路进行项目临建的标准化规划布置，其模型可重复利用并不断补充添加完善其种类，在已有的地形图上采用Civil 3D軟件进行临时场地区域的规划，并输出实时土方数量，方便简洁高效，临建模型见图9。

3 施工阶段BIM技术应用

3.1 BIM图纸会审

按照设计规范文件将2D施工图建立BIM模型并将不同专业的模型整合在一起形成一个虚拟的结构实体，在实施过程中能够非常高效地提升技术人员对图纸信息的认知。通过建模阶段发现设计缺陷，例如：公司正在建设的桥梁之一云南墨临高速公路地约科1号大桥，通过BIM建模阶段发现设计以及施工阶段的不足，并且及时在施工前期将这些不足处理解决提升施工总体效率，BIM图纸会审（部分）见表2。

3.2 BIM工程量统计

在创建项目工程模型的过程中，通过软件计算统计功能输出相应工程量，并且随着模型的修改工程量也会随时更新，更加准确地辅助工程量高效核算，通过核算发现设计量中比较规则的结构工程量差异较小，而异形复杂的结构工程数量差异较大，BIM工程量核算（部分）见表3。

3.3 BIM技术交底

在复杂工序施工前，技术人员对其进行三维剖解与分析，通过可视化的三维模型进行三维模型技术方案交底，消除工人理解障碍，提高工人施工效率，BIM技术交底见图10。

3.4 BIM模拟优化方案

针对工程结构模型，创建精细的三维结构节点，例如箱梁节段的钢筋与预应力钢束总体模型将施工阶段所需的临时结构设备整合，共同分析在施工阶段过程中所存在问题冲突，结合项目实际情况，编制相应的施工计划进度，通过BIM模型进行项目总体或局部计划进度模拟，不断优化施工方案，见图11，最终达到方案指导施工的目的。

3.5 BIM协同管理平台

通过BIM协同管理平台可进行施工进度把控、安全质量监控、资料共享管理、材料消耗管理等实现对项目高效精细化管理。

4 结束语

基于Autodesk一系列软件基础之上进行BIM技术应用，同时也能将BIM技术实施推广，很好地避免了数据之间转换所存在的缺漏。从项目的前期规划至实施阶段，都能突破传统的管理模式而高效应用，从图纸会审、工程量统计、技术交底、模拟优化方案、协同管理，完全可以实现替代传统管理模式。

本文结合项目实际情况采用该流程，高效的应用流程以及精准的实时数据，能够快速提升项目人员的现场管理能力，辅助剖析工程施工难题，不断提升BIM技术在公路施工中的高效应用。

参考文献

[1] 何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010，2（4）：110-117.

[2] 建筑信息模型分类和编码标准： GB/T 51269-2017[S].

[3] 上海市住房和城乡建设管理委员会.市政道路桥梁信息模型应用标准：DG/TJ 08-2204-2016[S].上海：同济大学出版社，2016.