BIM技术运用于市政桥隧工程中的创新研究

夏昌猛

（六盘水市规划设计研究院有限责任公司，贵州六盘水 553000）

0 引言

BIM技术是一种数据化的手段，它可以保证在项目规划、运行、维护的全过程中，实现对桥梁、隧道等各个环节的信息的共享和传输。利用有关建筑工程的数据为模型，可以进行模拟建模，显示出建筑物的实际形状和信息，与传统的绘图、测绘相比，更加直观。此外，BIM技术还可以将数据信息整合到建筑施工管理中，极大地提高了桥梁隧道的设计和施工效率，同时也能有效地规避风险。21世纪以来，我国政府出资建设的大型城市桥梁、隧道工程大都采用BIM技术，并随着BIM技术的发展和成熟，其应用范围逐渐扩大，BIM技术是一种新的商业模式变革。

1 BIM技术在路桥隧施工中的应用优势

传统的建筑管理模式是平面和二维的，比较抽象。与传统的管理方式相比，BIM技术可以将三维的效果展示给用户，通过BIM技术，可以清晰地展示出施工中的每一个细节。既便于施工方检查、操作，又让业主对工程的情况有了更多的了解。BIM技术现已在施工阶段得到了广泛的运用，其价值日益显现，管理者可以将施工进度、质量、安全、费用等一系列的管理工作结合起来，利用BIM技术将多个专业、多部门的工作有机地结合起来。极大地提高了作业的工作效率，降低了返工的数量，节省了工程造价，保证了工人的人身安全[1]。

传统的建筑管理方式是以图纸为导向的，如果设计图有了变化，就会导致工程的返工次数增加，甚至有可能造成工程损失。此外，工程建设中往往会出现一些不可预见的突发事件，若不事先做好计划，将会导致大量的人力、物力资源的浪费。利用BIM技术，可以提前模拟施工中的关键问题，并对其进行优化。BIM技术是一种强有力的数据库，能有效地规划和组织施工全过程，保证工程的正常进行，哪怕是一些信息突然变化，也可以单独标注。此外，有些工程的保密性很强，在施工中往往会保存某些关键的第一手信息，以加强其保密，利用BIM技术，可以把这些数据转化为数据，再输入数据库中，形成一个三维的模型，供管理者随时查阅。另外，可以对工地进行拍摄，并将其上传到模型中，这样既可以重现施工过程，同时也可以帮助企业在工地上进行管理和纠偏。如果是比较昂贵的机器，我们可以将材料和材料的数据输入三维模型中，方便以后的数据处理。

立体模型作为物体多边形的一种表现形式，具有直观、立体性和可视化等特点，因此，在公路桥梁施工中，需要借助3D建模技术来实现。利用BIM技术，可以使工程人员用4D仿真的方法，把工程设计图和施工次序，栩栩如生地展示，并根据用户的需求对模型进行修正，这让路桥的精度得到了极大的提升，比起以前的平面设计更加方便和严谨[2]。另外，利用3D渲染技术，可以参考其他类似项目的施工方案，并与其他项目进行比较，通过反复计算，得出了优化的施工工艺。BIM技术还有一个很大的优势，那就是它可以将所有的信息都集成到一起，在中标后，根据各方面的需求，建立一个BIM初步数据库，利用6D技术，可以快速处理。利用资料库，可以清晰地掌握施工过程中材料、人力的使用状况，并能及时地对施工状况进行调整，是对施工进度进行科学的控制。以往，在公路桥梁工程中，资料的集成一直是一个难题，因为电脑技术还没有发展起来，所以只能依靠人工进行测量，不但要花费大量的人力，但由于BIM技术的强大，可以将桥梁的信息输入软件中，形成一个模型，可以清晰地看到工程的状态。通过对BIM技术的全面集成，可以迅速获取施工过程中的海量数据，使项目经理能够根据BIM技术调整项目进度。调整规划科，使各种资源得到科学的整合，从而达到节约能源、保护资源、减少浪费的目的。

总之，BIM技术与工程项目管理相结合，形成了一个完整、透明的数据分享机制，为项目相关方提供了一个平台，可以方便地查询数据和信息，为协作管理提供了一个平台。BIM技术与传统的建筑管理方式相比，具有很大的差异，BIM技术能够让参与方得到更好的工作分配和组织，从而有效地解决了传统施工中存在的管理效率低下和技术交流困难等问题。

2 BIM技术在路桥施工阶段的实际应用

2.1 促进桥梁施工过程中的协同合作

桥梁施工是一种非常复杂的工作，涉及设计、施工、材料供应等多个方面，各单位的工作都会对桥梁施工的最后施工造成一定的影响。以往，由于各部门间缺乏交流，协调工作效率低下，将直接影响到桥梁建设的效益，这将在一定程度上影响到建设成本和最终的质量。BIM技术的运用，使所有的参加者都能在自己的权限范围内，将有关的资料录入自己的管理系统中，通过对各自的数据进行查询，实现数据共享，协调生产。正确运用BIM技术，能够有效地管理桥梁项目的目标管理、成本管理和质量管理，这对桥梁建设具有重要的作用。

2.2 优化施工管理

利用BIM技术进行施工仿真，可以实时地对施工过程进行实时的指导，使施工人员对施工工艺、工艺、安全隐患等有一个全面的认识，这样既可以有效地解决施工中出现的各种问题，又可以有效地减少施工中出现的问题。通过对桥梁工程建设过程中存在的问题进行早期发现，并采取相应的措施处理问题，从而使传统的管理方式发生变化，从“被动管理”到“主动管理”，大大简化了施工现场的管理，减少了事故的发生[3]。比如，在某项目的施工中，对钢箱梁进行了管理，将钢箱梁分成6种，标准梁有A、B、C3种，其中的F型合拢部分，E级钢筋混凝土，D级特钢，每一块钢箱梁在施工现场都要完成拼装、焊接、螺栓连接等工序。同时，要仔细地考虑到制作顺序、存放位置等诸多因素，一旦出现差错，就会限制工程的进度，严重影响工程的正常进行，在传统的物料管理中，使用Excel表来进行。同时，运用BIM技术实现了对钢箱梁材料的可视化和动态管理，对钢箱梁的材料进行了全面的了解，并进行了科学的管理和记录。在桥梁施工过程中，可以极大地减轻由钢箱梁追踪而带来的应力，使施工人员能够及时了解钢箱梁的情况，加快工序的衔接，从而提高工程质量。

2.3 BIM技术在大型复杂工程中的应用

BIM在公路桥梁施工，特别是在大型、复杂的项目中，在设备安装、设备管线安装等方面具有显著的应用价值。在制订工程规划、设计时，由于BIM路桥的基础构件如楼板、墙体等为有机结合体，应严格按照规范的要求，将其分解为不同的结构构件，分别由不同的厂家自行制造，再根据事先设计好的图纸进行加工和组合。在采用BIM技术时，必须严格按照工厂的生产工艺和统一的设计规范，对零件进行合理的拆分，保证多个零件的拆分，并尽量做到规范。

一方面，BIM技术能满足项目的实际需要，另一方面也能有效地提高工厂的生产效率。预制件运输到路桥组装工地后，必须进行现场组装。在确定了BIM部件分解设计的基本原理后，建立了一个深化的立体路桥模型，并将其分解为可供不同厂家直接加工的预制件，从而有效地完成了预制件的组装和加固。BIM的分解设计能够更完整、直观地反映出各基本单元之间的联系，并使其更好地进行分解，从而减少了平面图的设计盲区，减少了结构设计中的错误发生，保证了模型转换中的数据和信息的完整性和精确度，使其在装配式桥梁的设计和安装中发挥其优越性[4]。

2.4 算量方面的相关技术

实现了信息的共享，达到了科学的协同管理目标。例如道路桥梁项目，它对功能、结构等有较高的要求，地面地区的道路桥梁体系规模较大，要对各部件进行正确的处理，并做好信息共享，使其在工程结构中起到很好的协调作用。在这段时间内，可以通过BIM技术建立信息共享平台，进行合理的协同和管理，实现信息共享，提高工作效率，提高企业的经营管理水平。要正确地进行精细管理，并根据BIM技术的使用特征和规律，进行相应的管理。在这段时间内，企业可以建立专业BIM技术的精细管理系统，实现对数据的自动更新，实现对桥梁各部门的信息和数据的智能化管理，改变以往工程资料的管理方式和方式，使之成为一个精细的控制系统。BIM技术在实际应用中涉及大量的资料，有关部门可以利用这些资料对工程造价和其他项目进行有效的管理，通过BIM数据端和相应的数据终端之间的连接，可以将各种成本、材料、管理、管理等数据运用到BIM数据中，正确地进行数据的校验和更新，使相关的参考工作得以合理地进行。精细的管理和动态的项目费用。在建设阶段，通过构建5D模型，对工程造价进行精细的分析，精确地对各个时间节点、工区、各工序的工程量进行精确的核算，并根据企业的定额，确定施工费用与各构件在施工过程中的中标单价之间的对应关系，以达到对项目成本的精细化管理。以往，工程完工后，施工单位很难掌握工程的盈利情况，一旦出现亏损，就很难对其损失的部位和原因进行分析，利用BIM技术对工程造价进行动态管理，并与施工进度相结合，及时分析和统计BIM，从而达到对工程造价的动态管理。在设计变更时，可以及时调整BIM，快速地判断出设计变更前后的费用变动，从而对工程造价进行动态管理[5]。

2.5 节能环保

BIM技术不仅可以在建筑全寿命周期内发挥更大的作用和优势，更能突出其在绿色建筑设计中的优越性，符合国家的“绿色发展”方针。除了以上提到的优点和作用之外，它还可以分析建筑物的性能和作用，特别是对环境能源的利用效率、利用物理技术判断采光位置、使用建筑材料的耐久性等。此外，BIM技术还可以降低能源消耗，还可以根据视觉、听觉等因素，自动判断灯光的位置，从而达到节能和环保的效果。从当前中国建筑市场发展的总体趋势、消费者的需求、政府对建筑材料、施工方法等方面的支持，未来绿色建筑必将成为建筑产业的主要组成部分。所以，将BIM技术引入工程建设中，可以充分利用BIM技术在施工前期的环境预报，特别是对能量的监控。BIM技术可以合理、科学地安排能源、水资源等资源的使用，使太阳能、光能、风能等绿色能源得以充分利用；同时，BIM技术在建设项目中的应用与支撑也是实现绿色建筑发展的必由之路。因此，降低环境污染，合理利用绿色能源，是建设绿色建筑的有力支撑。

2.6 工程造价管理

由于工程造价管理中的不确定性因素比较多，常规的项目管理方法很难对其进行全方位的干预，从而导致了工程成本的管理效率低下，其主要表现为工程项目的详细设计与实际工程的不同和不同，在工程建设中，由于设计变更或随意变更工程项目所引起的费用变动，设计图纸、工程量清单往往与施工阶段提出的工程量存在差异。将BIM技术与网络信息技术相结合，实现了工程项目成本的统一管理，运用大数据技术构建了一个数据库，实现了成本信息的共享，也可以在线修改数据。

各地的清单计价是项目成本中的一个重要环节，BIM软件能够将项目所需要的项目清单资料输入，使以后的项目能够顺利进行。在市场行情变化的时候，可以适时地做出相应的调整[6]。另外，BIM技术中的动态调节功能，可以根据现场的实际情况来调整数据，保证数据的准确性和可靠性，既可以保证成本的控制，又可以保证各种数据的核对和比较，从而实现了对工程造价的有效控制。

3 结语

综上所述，BIM技术的发展，主要是为了在市政桥隧的建设和施工中，起到一定的作用。目前，该技术已在国内公路桥梁工程建设中初见成效，并在实践中逐步完善，对我国市政桥隧工程的建设产生了较大的变化，同时也使有关的企业发生了相应的变化，实现可持续发展。