BIM技术在项目全生命周期的应用

发表时间:2020/8/5   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:杨长春
[导读] 摘要:目前,我国大力发展和倡导BIM技术,原因在于BIM技术不仅能将建设工程全生命周期中的各个阶段的资源进行共享,同时将信息化应用到建设项目的管理当中,使建设项目在规划阶段、设计阶段和施工阶段和养护阶段进行有效管理。
        重庆交通大学 土木工程学院  重庆  400067
        摘要:目前,我国大力发展和倡导BIM技术,原因在于BIM技术不仅能将建设工程全生命周期中的各个阶段的资源进行共享,同时将信息化应用到建设项目的管理当中,使建设项目在规划阶段、设计阶段和施工阶段和养护阶段进行有效管理。本文通过介绍BIM在项目全生命周期中各个阶段的应用,对每阶段进行简要的分析,使得对BIM技术有更深入了解。
        关键词:BIM技术;桥梁工程;全生命周期
        0  引言
        伴随几十年国内经济的飞速增长,“一带一路”发展策略的快速实行,我国交通建设范围从东部的平原逐渐向西北部的山区进行演变。地形的复杂、环境的艰苦,让各类复杂新型桥梁的需求量大幅增加,同时也带来许多严峻的工程挑战。
        BIM是“建筑信息模型”(Building Information Model)的简略称呼,是以3D技术为基础,整合结构建筑物工程中的各类相关数据信息,最终形成结构物参数化模型,可对项目实物与功能做数字化描述,同时具备模型信息完善性、相关性、统一性等优点,特别适用于关系复杂,要求多方协作、共同工作的项目。
        1  BIM技术在桥梁设计阶段应用
        目前,BIM技术在桥梁工程体系中的应用,其核心应用要点为设计阶段。一般来讲,应用BIM技术设计桥梁工程时,其最大的改变在于将传统二维图纸及时转变为三维BIM模型,要求各方均在项目实施前对设计方案提出合理化的建议,确保桥梁设计工作能够包含桥梁全生命周期,并需加强对项目成本预算的管控,从而降低工程设计风险。同时,设计团队需意识到在设计阶段应用BIM技术的重要性,及时搭建好BIM信息化平台,要求每个施工环节都要在上一环节的条件下予以细化,还可确保信息的精准度与通畅度。
        在桥梁工程设计时,应用BIM模型能够为桥梁工程设计提供支持,改善了传统设计环节的弊端、不利之处,同时还提高了施工工作效率。随着BIM理论和技术的不断推广,BIM在桥梁工程中的应用将会越来越广泛。
        2  BIM技术在桥梁施工阶段应用
        从桥梁工程项目建设角度来看,BIM技术可使多个主体及时组成相应的团队而参与到项目建设之中,借助同一个平台来实现信息的实时共享,便于从中发现问题,并提出科学的处理措施予以纠正。
        2.1 BIM技术施工准备阶段的应用
        2.1.1 基于BIM技术——施工深化设计
        在施工图或初步概念设计图的基础上,结合实际施工现场情况,对图纸进行细化、补充和调整完善的过程。BIM具有三维可视化性、参数化性、可出图化性等特点,针对施工过程的深化设计,可利用三维可视化展示建筑设计模型,与二维图纸相比,施工技术人员可以更加便捷的发现图纸缺陷和问题,从而修正设计问题。
        2.1.2 基于BIM技术——施工方案模拟
        桥梁工程项目不同于一般房屋建筑项目,受地质环境、水文环境的影响较大,基于BIM技术的施工方案模拟是将现场复杂工艺及操作难度比较高的工艺为背景,利用BIM软件将实际环境、图纸信息、实际构件等转换为信息模型,并结合工艺、计划方案等将模型转换为动态演示文件来模拟施工,指导现场施工。通过模拟施工过程,可发现施工存在问题或可优化的地方,以便正式施工时及早做出相应的措施,避免工期延误,提高工作效率。
        2.1.3 基于BIM技术——现场临建规划
        通过施工现场规划和整理,能够减少施工作业范围内空间上的冲突,优化空间结构提升安全程度和利用效益。通过应用BIM技术,虚拟施工现场环境,布置和优化各种施工材料设备的堆放位置和场地临时道路,提高施工效率。同时,将现场规划模型与物联网集成,可实时监测施工区域内的人流分布和车辆进出入情况,查看施工动态,保障人员和物资安全。


        2.2  BIM技术在施工实施阶段的应用
        精细化管理和信息化管理是国内施工行业的发展趋势,在桥梁施工实施阶段,利用施工准备阶段完成的施工作业模型,结合相应的BIM管理软件,进行施工过程的资源优化和进度控制,合理规划施工进程,有利于发现和解决工程中存在的协调问题,降低施工风险;同时,按照前期优化后的施工方案比对现场施工情况,实现人、机、料、法、环的统筹配置,控制施工进度和造价;在BIM技术的帮助下,施工管理人员能更加及时注意到质量和安全问题,实现工程精细化管理。
        进度管理是工程施工管理中的重点内容,基于BIM技术的进度计划是在三维建筑信息模型的基础上附加了时间维度,从而变成4D。4D模拟有效反映了施工量的变化情况,在此基础上与实际施工进度进行对比,可明显反映施工过程中的不足之处,进而研究和解决该问题,实现工期的缩减。
        3BIM技术在项目养护阶段应用
        3.1 维护计划
        建筑物使用寿命期间,结构设施(墙、楼板、屋顶等)和设备设施(机电、管网等)都需要不断得到维护。成功的维护方案将提高建筑物性能,降低能耗及修理费用,进而降低总体维护成本。
        BIM模型结合运营维护系统可充分发挥空间定位和数据记录优势,合理制定维护计划,分配专人专项维护工作,降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。一些重要设备还可跟踪其维护工作的历史记录,以便对设备的适用状态提前做出判断。
        3.2灾难应急模拟
        利用BIM及相应灾害分析模拟软件,可在灾害发生前模拟灾害发生的过程,分析灾害发生的原因,制定避免灾害发生的措施及灾害发生后人员疏散、救援措施的应急预案。危险情况一旦出现,BIM模型可提供产生危险位置的详细信息,通过与建筑物里的自动化系统配合,迅速找到到达危险源最适宜、较安全的路线,提高救援行动的成功率。
        4 展望
        近年来,BIM作为信息技术同建筑产业生产、管理、运营相结合的产物,可以实现建设工程在全生命周期的全过程管理,其高效化、可视化、集成化、经济等优势显而易见。我国现阶段正处于BIM技术的全面推广、新旧技术相互衔接的过渡时期,本文在此环境下总结BIM技术在项目全生命周期的不同阶段优势,为更多的建设人员了解及使用BIM提供新思路。
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