BIM技术在老城区全互通立交提升工程项目的施工应用研究

摘  要：老城区是大城市的母体，随着城市化进程的加快，城区人口、车辆越来越多，原有交通无法满足现有需求，如同世界各国大城市的老城区一样，我国的大城市老城区在城市发展的一定阶段也出现了红绿灯路口改全互通立交提升现象，而老城区密布的规划落后的地下管网，就成了立交提升工程施工中的重大制约因素，本文结合佛山市顺德区碧桂路南国路全互通立交提升工程项目BIM技术的开展情况，分析了BIM技术的特点和概念，从施工准备阶段和施工阶段探讨了BIM技术在老城区全互通立交提升工程项目的施工应用。

关键词：老城区;全互通立交;BIM技术;桥梁项目;施工;应用

中图分类号：U445.4   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）07-0000-00

老城区交通工程与民生发展息息相关，工程施工工期直接影响周边居民生活环境和出行便利。在全互通立交提升项目施工中，传统的二维方式已经无法满足施工要求，难以对原有地下管网、架空线路、周边建筑物、新建全互通桥梁的立体空间作出正确表达。当前，BIM技术已经发展成熟，在建筑领域中得到了广泛应用，BIM技术集齐现代建筑技术、传统建筑文化的优势，具有很强的模拟性，可以预判施工冲突，促进各单位之间的合作，推动全互通桥梁工程施工的有序开展。

1 全互通立交提升工程概况

佛山市顺德区碧桂路南国路全互通立交提升工程位于佛山市顺德区大良镇，碧桂路与南国路相交处，距广珠西高速公路顺德收费站约800m，距順德区政府约2.8km。项目投资金额3.5亿元，计划工期30日历月，项目主线总长2.12km，被交路总长1.06km。主要施工内容包含：匝道桥6座，共长2089m，包括现浇箱梁18联，钢箱梁6联;路基土方86918m3及相应的路面、雨污水管道、绿化、交安机电工程。

施工组织与地下管线安全风险预控是最大难点;跨碧桂路、南国路封路吊装钢箱梁是对施工组织的最大考验;施工范围内地埋管线复杂，迁改与主体施工交叉进行，管线探明与规避保护是重大安全隐患。

2 BIM技术在全互通立交提升项目施工中的应用

2.1 在施工准备阶段的应用

在桥梁工程中，桩基施工最先启动，首波地下管网冲突在此时集中爆发，后续各个分项工程分步开展，因此，在准备阶段，首要是根据地下管网分布情况，对桥梁设计进行优化，同时对材料设备、人力资源、施工场地进行科学统筹。

（1）通过BIM技术优化施工、深化设计。深化设计即在原有施工图、设计图基础上，根据施工现场要求对图纸进行细化、补充的过程，BIM技术有着参数化、可视化的特征，能够通过三维方式呈现桥梁、地下管网的模型，帮助施工人员迅速发现缺陷，及时整改。在资料准备环节，可利用BIM技术构建施工图构筑物信息模型，由施工人员、BIM技术人员根据软件分析结果、相关规范来分析施工作业的合理性，针对设计问题进行调整[2]。在优化完成后，开展冲突碰撞检查，邀请设计单位、建设单位、监理单位、管网权属单位等共同参与审核论证，最终敲定节点详图、施工二维蓝图以及三维施工作业模型。项目运营BIM技术，桥梁设计院提前调整独墩为门式墩、微调承台角度、调整承台标高等，成功规避地下高压燃气管、10kv电缆、污水管道等17处，为项目桥梁桩基施工的顺利推进创造了条件。（2） 桥梁工程与房屋建筑项目不同，其会受到水文、地质等因素影响，在施工开始后，需要大量临时机械进出，考虑到工期、造价要求，在编制完施工方案后，需经常调整。基于BIM技术来模拟施工方案，能够将构件、环境、图纸等转化为信息模型，与计划方案、工艺相结合，可进行动态演示，为现场施工提供指导。采用该种方式，可以对施工方案中的重点工艺进行模拟，包括钢箱梁吊装、现浇梁施工等，利用过程模拟，可以帮助管理人员分析结构能否满足施工要求，对施工方案做出优化，成功将钢箱梁跨路吊装由原方案封路36小时缩短为8小时，18联现浇梁实现了支架、模板利用的最大化，节约了成本，避免工期延误，减少对居民生产生活影响。（3）以BIM技术对施工现场进行临建规划。要提升施工质量，需要做到施工场地的标准化，通过对施工现场的合理规划，可以有效优化空间结构，提高利用效益。借助BIM技术，能够将各类架空压线、建筑物、塔吊等在虚拟环境中呈现出来，及时清理吊装障碍物，让现场可以做到物联网集成，对施工围蔽区域周边的车辆、人流情况进行监控[3]。在具体操作上，需要构建项目部标准模块组，对于出入口、场内外道路等，可以分别制作模块，在现有施工内容、道路基础上，综合考虑施工作业区域及施工材料运输可能带来的影响，在车流分析软件中导入车流情况，通过BIM模型，分析出周边道路车流冲突较大的位置，避开冲突时间点或者设置分流指示牌，避免因施工造成周边道路出现交通拥堵问题。

2.2 在施工阶段的应用

（1） 通过BIM技术优化施工进度。在桥梁工程施工中，进度管理是一项重中之重的任务，以BIM技术来对比施工进度，即在三维建筑信息模型上增加时间维度，将3D转化为4D，以此来反映出施工量变化，与实际施工进度做对比。具体操作上，需要根据施工作业模型、施工进度计划资料等对施工任务进行分解，根据逻辑关系计算出工期，利用BIM软件建立施工作业模型、进度计划之间的联系，在软件中输入进度，对计划进度、实际进度之间进行对比，分析偏差，发现问题，调整进度。（2） 以BIM技术计算工程量。在传统桥梁施工中，工程量统计存在局限，数据往往是孤立存在的，要在项目数据夹中精准寻找资料，难度较大，这给后期结算带来困难。BIM技术在工程量的计算上具有显著优势，其覆盖全生命周期数据，调取便利，各方均可参与，利用BIM技术建立材料、价格链接，可以有效减少人工消耗。对此，需要提前准备好模型构建参数信息、施工作业模型、市场材料信息、构件相关信息等，根据资料来完善模型参数信息后，即可应用BIM软件来计算工程量信息，能快速完成清单工程量复核和三级清单分解，减少计划人员计算工作量，提高效率。（3）通过BIM技术来开展安全控制。桥梁工程项目对安全控制的要求极高，高空作业数量较多，在施工时，利用BIM技术来进行安全控制，提前设置预警机制，进行模拟视频交底，对于重点部位严格管控。在具体的安全控制流程上，需要准备好施工作业模型，提前制定安全专项施工方案，设置安全防护措施，对于预留孔洞、逃生通道以及变配电箱，需要重点控制。同时，利用模型可视化功能，对施工人员开展培训，使之清楚具体的质量控制、施工操作、安全管理重点，避免由于经验不足而诱发质量安全问题。对于现场的各项问题，要做好记录，以影音资料的形式来记录，为后续类似工作的开展提供依据支持。在桥梁工程施工中，一线施工人员是决定质量安全的主要因素，借助BIM技术，能够提高施工人员操作意识，为施工人员、管理者提供可视化平台，避免施工过程的各项误差，及时排除安全隐患。（4）BIM技术支持下的信息化施工。信息化施工是当前工程领域发展的重要趋势，经历了CAD二维时代后，桥梁施工进入了BIM三维时代。在桥梁施工中，不管是设备、材料，还是机械，均有其特定属性，代表着不同的信息，如，在混凝土中，不同类型混凝土的抗压强度、配合比、抗剪强度不同，利用BIM技术，可以将混凝土的生产时间、制造商、塌落度、配送记录等信息整合，根据此来选择材料，这对施工质量具有较大帮助 [4]。在BIM建模环节，需要先录入模型信息，根据设计要求将零部件重量、材质、规格等纳入模型库，在施工环节，根据现场情况细化模型信息，让设计单位、施工单位和监理单位都可以随时获取施工信息，进行反馈调节，实现信息的高度共享，大幅优化原有施工流程。

3 結语

BIM技术在桥梁工程施工中的应用效益明显，应用数字信息仿真等构建三维构筑物模型，将各类数据优化整合，能提前预判冲突、强化施工组织、优化要素配备等，在佛山市顺德区碧桂路南国路全互通项目施工的中，开创了在老城区施工“进场即开工”的大好局面，减少了地下管网对施工推进的影响，保障了施工组织计划的严谨性。从经济层面而言，BIM的应用通过对施工组织进行模拟，能够优化资源配置，节约资金;缩短了施工周期，降低了成本。从施工安全、质量层面而言，BIM能够对工艺进行全真模拟，提前发现了各类隐患和问题，避免了现场实际安全、质量问题的发生。

参考文献

[1]周锐.基于BIM的桥梁工程设计优化研究[J].中国标准化，2019（24）：172-173

[2]刘春亮.探索桥梁工程设计BIM技术的应用[J].黑龙江交通科技，2020（4）：99-100.

[3]梁峰.桥梁工程BIM技术应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016（36）：105-106.

[4]徐峰，赵远.BIM技术在桥梁施工中的应用[J].住宅与房地产，2017（23）：206.

[5]刘凯山. BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用及其优势[J].科技经济导刊. 2019（35）

[6]蔡张杰. 桥梁工程BIM技术应用研究[J].科技展望. 2016（35）

收稿日期：2020-07-05

作者简介：陈谦（1977—），男，湖南岳阳人，本科，高级工程师，研究方向：桥梁。

Research on the construction application of BIM technology in the upgrading project of all interchanges in the old city

CHEN Qian

（The Seventh Engineering Co.， Ltd. of China Railway 12th Bureau Group， Changsha Hunan  410004）

Abstract： The old city is the matrix of a big city. With the acceleration of urbanization， the urban population and vehicles are increasing. The original traffic cannot meet the existing needs. Just like the old city of big cities in the world， the old city of my country At a certain stage of urban development， there has also been a phenomenon of upgrading traffic light intersections to full interchanges， and the densely planned underground pipeline network in the old city has become a major constraint in the construction of the overpass upgrading project. This article combines the development of BIM technology in the all-interchange upgrade project of Bingui Road， Nanguo Road， Shunde District， Foshan City， analyzes the characteristics and concepts of BIM technology， and discusses the improvement of BIM technology in the old urban area from the construction preparation stage and the construction stage. Construction application of engineering projects.

Keywords： Old city; full interchange; BIM technology; bridge construction; application