[摘要] 近年来,BIM技术逐渐被应用到桥梁实际建设中,实现提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。文章在对BIM技术简介和桥梁工程中存在常见安全问题的基础上,阐述了BIM技术在桥梁工程安全管理中的运用以及对BIM技术在安全管理的未来展望。
[关键词] BIM技术 桥梁工程 安全管理
目前,BIM技术作为新一代设计理念和技术,在我国桥梁建筑行业中被逐渐地运用,并取得了一定的成效,是继计算机辅助设计(CAD)后的又一大技术变革。
1 BIM技术的简介
BIM的英文全称是Building Information Modeling (建筑信息模型),是一种数字信息的应用。该技术贯穿于项目的整个生命周期,包括设计、施工、管理和运营维护等阶段,同时支持建筑工程的集成管理环境,使建筑工程在其整个进程中信息得到共享应用,效率得到显著提高、风险得到大量减少。
早在1975年,BIM理念就被创建了,直到现在BIM技术的研究经过了萌芽阶段、产生阶段和发展阶段三个阶段。萌芽阶段发生于“BIM之父”Chuck Eastman教授在其研究的课题“Building Description System”中,课题提出了核心思想——用计算机代替手工制图,以便于实现建筑工程的可视化和量化分析,提高工程建设效率。其后经过20年欧洲和北美的研究,最终由G·A·van Nederveen和F·P·Tolman教授总结提出“BIM——建筑信息模型”一词,成为建筑与信息技术相结合的思想结晶。直到2002年,由Autodesk公司正式发布《BIM白皮书》后,由BIM教父——Jerry Laiserin对BIM的内涵和外延进行界定,强调BIM不只是一个软件,更是一个管理过程[1]。目前, BIM技术的研究还处于发展阶段,虽然在建设工程设计和施工方面运用和研究较多,但是与安全生产管理相结合运用相对较少,有待进一步提高。
2 桥梁工程中存在的常见安全问题
2.1作业人员安全意识淡薄
一是作业人员中农民工占绝大多数,学历普遍低、技术水平有限,对现场的危险源辨识不到位,又以赚钱为主要目的,对安全管理不重视,极易引起安全事故。二是施工人员嫌安全防护措施妨碍施工,比如高处作业以佩戴安全带影响行走为由而不佩戴安全带、私自拆除现场安全防护等,时常怀着侥幸心理在比较危险的地方施工作业,易导致安全事故发生。三是施工人员对安全操作规程,临边防护等安全防护知识缺乏了解,需要防护的地方没有防护,私拉、乱布置电线路,不按照安全操作规程施工,只凭自己以前的施工经验办事,安全工作要求没有落实到位。
2.2现场安全监管力度不足
在桥梁施工过程中,施工会受到工艺流程和生产程序的影响,如果安全防护措施在各专业和各工种间没有按照合理的施工顺序进行布置,就容易发生安全事故。同时施工地点的固定性,限制了生产活动的空间,一旦发生安全事故后果相对来说就比较严重。因此,对施工现场必须形成强有力的安全监管。但由于桥梁工程施工线长,生产施工具有流动性,露天作业和高空作业点多,施工现场难以做到全封闭管理,这就使得日常安全监管难以全方面覆盖,安全监管存在漏洞的情况发生[2]。
2.3机械设备管理不到位
桥梁机械设备可分为工程机械、养护机械和运输机械三类,存在“重使用、轻管理、浅保养、缺协调”问题。现场施工班组的机械设备大多不是自有的,出于自己经济利益的考虑,在追求进度、效益的时候,极少对机械设备进行管理,维修保养工作也是马马虎虎地应付[3]。且在不同班组同时进行施工时,现场机械设备集中度高,协调性差,缺少统筹安排使用,现场管理者难以把控,极易发生交叉作业而导致机械伤害等安全事故。
3 BIM技术在桥梁工程安全管理中的运用
3.1可视化安全技术交底
对于桥梁工程来说,利用BIM模型向现场施工管理人员、一线作业人员进行安全技术交底,将线条绘制的图形以一种三维的立体实物生动形象地展示在人们的面前,帮助施工人员更好地理解设计思路,不易导致实际施工与施工图纸不符情况的发生。并且,现场人员可以根据安全技术交中的BIM模型结合桥梁施工现场情况直观地发现哪里设置的安全防护不足、哪里需要怎么样的安全防护,及时对安全隐患进行整改。由于可视化存在项目整个施工过程中,所以可以用效果图来展示,对于一些危险性较大、施工难度较大的地方,安全管理的计划安排、沟通交流、探讨决策都能够在可视化的情景下进行,有利于提高施工现场的安全管理水平。
3.2协调施工部位安全防护
BIM技术的协调性可以解决不同阶段的不同问题,比如在设计阶段协调不同专业间的设计空间布置问题;在施工阶段协调施工进度问题。在桥梁工程不同部位的施工过程中,通过BIM的快速算量导入不同施工部位安全防护、机械设备的需求表,可以快速、清楚地让施工现场管理者了解自己所负责区域的安全防护、机械设备使用情况,进而也能核算此部分安全费用投入的情况。此外,通过BIM协调安全防护与作业环境之间的空间问题,达到进一步精确计划,优化安全防护方案效果,避免安全防护占有有限空间而影响施工。管理者可以在任何时候将BIM模型上的安全防护与实际现场情况进行比较,直观快速地发现问题的存在,同时进行有效协调,从而达到对现场存在的安全问题和施工情况了如指掌的效果。通过合理运用BIM技术的协调性,能够帮助管理者大大降低桥梁施工时发生安全事故的概率。
3.3模拟现场和应急情况
3D建筑物模型是BIM模拟性的一个体现,其模拟性还体现在一些不存在或无法马上开始进行的事物,比如在设计阶段能够模拟紧急疏散、日照等; 在施工阶段能够进行模拟实际施工;后期运营阶段能够模拟紧急状态下的解决方法。此外,在桥梁工程中,对于有限空间的现场布置、应急管理也是BIM模拟中一大亮点。通过对车辆出入施工现场的线路进行模拟,能够合理设计交通路线,提高工作效率;对现场机械的摆放位置及作业人员的施工环境与空间进行模拟,可以发现危险区域,提高施工人员的安全意识。在应急管理上,可以模拟洪涝、火灾等突发事件发生时,人员上下爬梯、撤离危险区域疏散时间和现场物质设备撤离现场的时间,从而制定合理的人员、物质设备安全疏散路线,完善应急预案,提高应急演练质量。
4 总结与展望
BIM技术可视化强、具有模拟性等特点,将会在桥梁工程安全管理中发挥越来越重要的作用。随着BIM的发展和人们对此项技术的挖掘应用,BIM技术的应用将从4D(3D+Time)和5D(4D+Cost)阶段陆续达到6D(5D+Sustainability)及7D(6D+Facility Management)程度,乃至于nD的出现,将会使桥梁的安全管理更上一台阶。
[参考文献]
[1]纪博雅,戚振强,金占勇. BIM技术在建筑运营管理中的应用研究——以北京奥运会奥运村项目为例[J].北京建筑工程学院学报,2014,30(1):68-72.
[2]土木工程网.桥梁施工的特点[OL]. http://www.civilcn.com/luqiao/lqlw/1468209375271719.html.
[3] 周旭.加强桥梁工程机械设备管理[J]. 科技与生活,2011,( 1):205.