市政路桥设计中BIM技术的应用研究郭子煜

发表时间:2020/5/22   来源:《城镇建设》2020年7期   作者:郭子煜
[导读] BIM技术的应用,可以辅助施工单位进行更快地信息采集工作
         摘要:随着经济和信息技术的快速发展,本文对BIM技术在道桥工程设计中的应用流程与方法进行分析,并阐述该项技术在数据支持、现场分析与科技研发中的优化利用。通过本文研究可知,BIM作为多维模型集成技术将其应用到道桥设计中,可为设计人员的方案制定提供有力参考,使工程设计质量与效率得到显著提升。
         关键词:BIM技术;道桥设计;优化方法
         引言
         BIM技术的应用,可以辅助施工单位进行更快地信息采集工作,同时依托于互联网技术可以对信息进行科学分析,结合分析结果对现阶段施工情况进行科学评价,针对发现的问题及时调整施工方案,对提升路桥工程施工质量有着积极地意义。
         1BIM技术相关内容概述
         BIM技术又称建筑信息模型,主要是根据建筑工程项目中各项相关信息数据,利用数字信息仿真对建筑物所具有的真实信息进行模拟,然后建立三维建筑模型,最终完成对工程建设的工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等工作。BIM技术主要特点包括:信息数据完备性良好、信息关联性完整、信息一致性程度高、可视化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性等。这些特点使BIM技术在工程施工中不断推广与应用,并且提高了工程管理水平。BIM技术将建设单位、设计单位、施工单位以及监理单位等多个项目参与统一在同一平台上,共享同一建筑信息模型,十分有利于项目的可视化、精细化建造。并且BIM技术不再只是一款软件,而是一种高精度高水平的管理手段,对实现建筑业精细化,信息化管理有重要作用。
         2路桥施工特点分析
         2.1工程总量较大
         在建筑技术体系不断完善的背景下,路桥工程的施工规模也在不断扩大,很多路桥工程所处区域的地质结构复杂,每间隔一段距离其地质结构也会发生变化,这也意味着在对该区域进行基层施工时,需要采用相应的处理技术,技术管理难度也在提高。并且为了确保路桥工程的顺利推进,需要对区域环境以及周边环境内容进行勘察,这也容易造成统计过程中出现数据重叠、数据缺失、数据误算等情况,增加了施工问题的发生概率。
         2.2施工要求较高
         在路桥工程拟建的过程中,会根据工程建设使用寿命来选择相应的建设材料,例如,桥梁工程的设计寿命一般在70-150年,在选择施工材料时,需要以此为基础开始相关参数的设置,如主体结构强度、预应力钢筋的设置位置、路基铺设厚度、工字钢类型等。这些参数内容的设置,也对施工过程的质量标准提出了更高的要求,通常情况下,都会提前制定相应的管理制度体系,在施工过程中按照制度体系的相关内容进行管理,从而提升路桥工程施工过程的有序性。
         3BIM技术在路桥设计中的应用方法
         在路桥工程中,主桥钢箱梁的内部结构较为复杂,对工程整体质量具有决定作用,对设计方面也提出较高要求。对此,可将BIM技术应用其中,通过构建BIM模型,对横隔板与顶板进行三维处理,有助于设计团队中多成员、多系统之间的三维协同操作,以剖面图为参考检查钢箱板的细节,以免出现设计失误,促进设计质量与效率的提升。
         3.1模型构建
         在BIM模型构建中,主要包含以下内容:首先,建立族库,采用公制结构柱族样板建立墩身,严格控制高度方向各项参数的联系,当族构件加载至项目文档后,墩身现实高度应处于参照标高范围内,高度参数应在标高最大值与最小值之间,并按照顺序排列锁定,在不同视图中进行修改;其次,当模型中构件族创建完毕后,利用族库在RevitStructure中创建结构项目文件,将创建好的族库载入项目文件中,对各个构件的位置进行调整,获得全桥信息化模型,将建造过程与结果在虚拟环境下提前展示出来,有利于减少日后真实结果造成的损失与遗憾。
         3.2导出二维图纸
         在BIM技术的基础上,利用AutodeskRevit系统软件,可在构建三维模型之后,在平面、立面、剖面等多个方面自动生成二维图纸,并满足个性化的空间需求。与此同时,该技术的应用还可在较短时间内生成细致的构造图,并将各项内容在模型或图纸中的位置进行标记。
         3.3工程量统计
         在BIM技术的应用可对路桥工程中的全部信息进行存储,使其汇集在模型数据库中,使工程量得到精准计算,与以往人工计算相比,可使计算工作量降低,还可避免人为失误造成的误差。除此之外,真实可靠的工程量数据可为设计提供更加有利的参考,准确的估算施工成本,制定成熟可行的施工方案。


         3.4协同设计
         通过BIM技术的应用,有助于协同设计的实现,该技术有助于设计者之间的沟通,减少设计工作中冲突与摩擦的产生,还可使项目全生命周期的质量与效率得以提升。此外,还可搭建Clound-BIM信息化平台,借助该平台实现多方的集中商讨与设计,利用BIM信息技术模式,有效规避重复建模情况发生,使设计效率与质量得到切实保障,真正实现简约高效的协同设计。在桥梁工程中,由于结构设计自身较为复杂,设计难度较大,更应在BIM技术的支持下进行协同设计,使设计工作更加规范合理。
         4BIM技术在路桥施工全过程中的应用
         4.1施工材料准备阶段
         施工材料在路桥工程施工成本中,占比超过了50%,尤其是大体积混凝土技术体系不断成熟的背景下,单次浇筑的材料总量较大,若不能对施工原材料进行合理地质量控制,势必会增加施工问题的发生概率,提高路桥工程的施工成本投入。BIM技术在该环节可以借助以往施工过程整理所得资料,构建基础类型的施工材料模型,模型中会标注材料的具体参数,如级配、强度、尺寸等,同时委派相关人员进行市场调研,确定现阶段材料单价,对未来发展趋势进行合理预估,在工程造价允许范围内,整理最恰当的施工材料采购体系。在施工材料进场之前需要做好材料的复检与抽检工作,确保材料的合规性,为后续施工工作的顺利进行奠定基础。
         4.2施工合同管理阶段
         在招投标模式背景下,很多工程项目都会选择EPC模式对项目施工进行管理,其中为了保护承包方与发包方的合法权益,需要签订相应的施工合同。BIM技术的应用,可以帮助承包方梳理合同内的相关性内容,并且能够借助数据处理系统,对采集到的相应数据信息进行科学分析,结合分析结果来客观评价施工合同内的相关内容,及时补充遗漏的合同内容,从而确保合同的合规性,避免合同履行过程中产生不必要的责任纠纷,增加施工单位额外的成本投入。
         4.3施工进度管理阶段
         市场经济体制的改革,压缩了企业可获得的经济利润空间,企业想要获取到更多地经济利润,需要做好施工进度的控制工作。在具体操作过程中,施工单位可以借助BIM技术构建4D工程模型,根据4D模型呈现出的相关内容,对施工进度计划进行科学制定,将整个施工过程分为不同的施工阶段,同时对施工阶段的应用难度进行科学分析,匹配相应的施工工期,同时还可以制定日进度计划、周进度计划和月进度计划,借助相互包含的关系进行施工进度调整,从而提升整个施工活动开展的有序性,确保路桥工程可以在既定工期内完成施工。
         4.4施工成本管理阶段
         在传统工程施工成本控制过程中,施工单位进行管理和计算的过程主要依靠设计图纸、施工图纸、计价清单等材料,依靠人力对其进行计算,所计算的结果容错率相对较高,并且随着路桥工程规模的不断扩大,以及交叉作业施工模式的应用,增加了成本计算的工作总量和计算难度,BIM技术的应用,可以对数据进行自动整理,在构建三维模型时,可以借助自动算量技术对各环节的施工应用成本进行科学计算,将计算所得结果与前期预算结果进行比对,确定现阶段成本投入的偏移量,以此为基础进行下阶段的施工成本管控,将施工成本控制在合理范围内,确保施工单位成本的合规性。
         结语
         综上所述,随着建筑行业的不断发展,BIM技术的地位不断提升,将其应用到路桥工程设计之中,有助于获取更多真实可靠的相关信息,为设计人员的方案制定提供有力的数据参考。通过构建BIM数字化平台,确保信息完整与沟通顺畅,使设计流程得到进一步优化,促进建筑行业的进一步发展。
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