BIM技术在城市立交桥施工中的应用

赵小鹏

中铁大桥局第七工程有限公司，湖北武汉 430000

所谓BIM技术，也就是以BIM理念为基础而发展出来的建筑施工以及技术管理中的一种新型信息工具。该技术是由西方发达国家首先提出的，目前在世界范围内得到了广泛的应用，得到了很多成功的应用经验。而我国对BIM技术应用虽然还处于初期阶段，但已经得到了建筑行业以及相关政府部门的高度关注，具有良好的发展前景。BIM技术就是通过建筑工程信息模型的构建，在模型中高度集成建筑工程在其全寿命周期所涉及的各种物理特征、几何特点以及各种功能，为建筑工程开展全寿命周期的信息化管理提供平台基础，从而提高施工的效率，加快施工进度，降低施工的成本投入，实现建筑工程管理技术的精细化和现代化。本文将以某城市的立交桥工程的施工为例，分析BIM技术在立交桥施工中的应用。

1 概述某城市立交桥工程

某市的立交桥工程采用的半定向结合单苜蓿叶型的全互通结构，整体工程共计三层半。该城市立交桥工程建设内容除了沙井和南站的主线桥部分外，还包括8条A-H匝道，掉头车道、地面辅道和人行道各4条，此外，还有配套的交通照明、绿化、景观以及排水设施。该工程需要在市区范围内进行建设，在工程周边地区存在较多的建筑物和地下管线，因此，对施工周期以及施工技术都有较高的要求，增加了深基坑开挖等各项施工的难度。因此，在该工程中应用了BIM技术，通过信息化的技术手段来为工程的施工建设创造更好的条件，并提高立交桥工程的施工管理水平。

2 BIM技术在某城市立交桥施工中的应用分析

2.1 BIM技术在施工准备阶段的应用

2.1.1 应用BIM技术对设计图纸进行可视化转化，做好技术交底工作

应用BIM技术可以在工程设计阶段和施工准备阶段构建主体以及相关配套工程的三维数字化模型。与传统的2D套图相比，BIM技术所构建的3D模型具有较高的可视性，能够在建模阶段及时发现建筑构件间存在的设计高程、具体尺寸和平面位置差等问题，使施工准备阶段的图面检讨工作更加精确高效，同时在准备阶段能够及时解决这些问题，也有效地减少了工程在施工中的风险因素。通过应用BIM技术对该工程项目的设计方案进行可视化检验，设计方案中的多处错误被发现，例如，在C匝道的设计中存在支座垫石的大小问题、在H1匝道的设计中存在桥台支座的偏差问题以及在E匝道部分的设计中存在箱梁钢筋和波纹管之间存在碰撞问题等。BIM技术的可视化为设计方案的变更以及优化沟通提供了便利条件。工程项目的各参与方都能够通过可视化的三维数字信息模型直观地了解项目在设计施工中的状态和存在的问题，从而有效地促进了沟通效率的提高。

2.1.2 应用BIM技术计算工程量

在过去的工程量计算工作中，主要是利用CAD技术形成平面图纸，再通过计算机或者人工方式进行计算，计算的效率比较低，也很容易出现计算误差。而BIM技术的应用极大地提高了工程量的计算准确性和计算效率。利用BIM模型可以简便快捷地对混凝等级、构件标高以及混凝土的方量设计等信息进行提取，并利用工程模型进行局部或者整体工程量的计算。还可以根据模型构件的类型和名车等多工程进行数量统计或者工程量计算等，不仅提高了数据计算的准确性和可追溯性，而且能够自动生成材料清单，降低了人工作业的强度，提高了工程管理的效率和水平。

2.1.3 应用BIM技术对立交桥工程的拆改方案进行优化

在该工程项目的建设中应用BIM技术，以真实数据为基础构建三维场地模型，从而实现对工程周边地区的拆迁方案、道路环境以及通行条件等因素进行综合性的分析的目的。通过在BIM软件中输入真实的场地环境数据，形成了在施工各个阶段的交通组织计划以及施工围挡方案，有效地提高了方案的可行性，为施工的管理人员拓展了思维空间。

该项目在实际实施时遇到了很多的干扰因素，例如在立交桥的沙井南站部分遇到了拆迁难题，而在施工现场的管理中也遇到了行人以及电动车随意穿行施工区域等问题。由于项目施工的复杂性，造成拆迁以及交通组织管理的前期规划方案难以有效实施。因此，为了解决这些实际问题，需要对原有方案进行修正，而BIM模型的易修改以及参数化特点为方案的优化改进提供了便利条件。利用BIM模型，可以按照现场的实际情况对交通组织以及施工围挡等参数进行及时的更新和修改，这样就可以在保持原工作基本面的基础上，对各施工节点进行优化，通过尽可能少的迁改来提高施工组织以及拆迁效率，为立交桥工程的顺利施工奠定了良好的基础。

2.2 BIM技术在城市立交桥工程现场施工阶段的应用

2.2.1 BIM技术在现场施工的管理工作中的应用

应用BIM技术对立交桥工程的现场施工进行管理主要是利用BIM模型来对施工现场的整体情况进行可视化呈现，从而提高施工管理的直观性。BIM模型可以将现场施工中所涉及的各种场地布置、线路安排以及临时性的设施等都通过三维方式在电脑中呈现，这样管理人员就能够通过模型来准确掌握现场施工的具体状态。而且还可以选择模型局部并点击，可以更加详细地掌握该区域的高程设置、设备状态以及现场施工安排等各种细致的属性信息等。BIM模型的可视化呈现为现场施工的规范化管理提供了便利条件，对于保证施工的顺利进行和施工安全都具有重要的意义。

过去在施工过程中使用的二维场地布置平面图难以及时呈现施工现场的动态变化，而BIM技术可以根据施工方案以及施工进度要求对施工场地进行模型构建，这样施工管理人员就可以事先在电脑中利用BIM模型来对现场的空间布局以及设备安排等进行模拟，提前发现现场调配中可能存在的问题，从而更好地保证施工的安全，为施工的顺利进行创造条件。

此外，立交桥工程的施工是一个动态过程，施工现场需要根据施工的实际情况而进行相应的调整。而BIM技术的应用就可以通过可视化模拟及时根据现场施工的具体情况而对模型中的参数进行更新，这样就可以对现场施工进行动态管理。此外，应用BIM模型还可以对施工人员以及机械设备的进场以及调配进行优化，并提高现场施工管理的规范性和科学性。

2.2.2 BIM技术中虚拟漫游功能的应用

BIM技术还可以以这个数据为基础，对立交桥项目进行几何建模并导入模型，从而构建一个虚拟场景，使管理人员可以通过电脑来获得对项目结构以及其周围环境的体验感受，还可以获得驾驶员角度的道路体验感受。BIM的虚拟漫游技术主要是通过连接多个场景来对现实环境进行模拟，构建三维全景效果，同时利用音频、视频以及文字图片等多项目进行多元化的呈现。项目管理人员不仅可以对该三维场景进行浏览，还可以简便的通过电力数据来了解其中某一局部的细节信息。

此外，虚拟漫游还能够为判断地下管线走向提供便利条件，从而在施工过程中减少对地下管理的影响。通过漫游立交桥项目的污水以及雨水管道，管理人员可以对其高程数据等加以检验符合，判断其与建筑结构是否存在冲突，从而对设计方案进行优化。

2.2.3 BIM技术在施工协调管理中的应用

在现代化的立交桥工程中所涉及的参与单位比较多，相关的信息数据也十分复杂，因此，应用BIM技术可以将工程项目的各种数据信息高度集成在一个平台中，为各方的协调和管理创造良好的条件。在BIM平台中可以集成立交桥工程的地理信息、各种云服务功能以及模型格式，为项目的全周期管理提供技术支持。在该城市立交桥项目中应用BIM技术进行施工管理，提高了管理统一性和规范性，为保证施工质量奠定了坚实的基础。

3 结语

随着技术的不断进步，我国建筑行业也必须加快现代化发展的速度才能适应越来越激烈的市场竞争环境，因此，建筑企业要积极应用先进的施工技术，提高自身的技术能力和管理水平。而BIM技术是建筑领域中的又一次重大技术创新，其通过对网络信息技术的综合运用，不仅提高了设计图纸和施工方案的可视化程度，优化了工程建设的拆改疏散方案，而且使城市立交桥工程的现场施工更加高效有序，极大地促进了施工效率的提高，更好地保证了施工进度的顺利推进，从而保证了施工的质量和安全，对我国建筑行业整体的现代化发展具有十分重要的意义和作用。