城市高架建筑信息模型应用指南研究

童立清 赵剑锋 高铁成 周明 付后国

摘 要 我国城市高架建筑事業领域推广和应用BIM技术，相较于我国建筑行业包含的其他领域晚一些，由于城市高架桥工程项目的特殊性，整体BIM技术应用水平尚处于起步阶段，应用点不够全面，应用深度也比较浅，缺乏一个有深度应用的城市高架项目案例及BIM基础标准。文章将会围绕城市高架建筑信息模型应用指南，展开简要的阐释分析。

关键词 城市高架;基础标准;BIM技术;应用指南

概述

伴随着国家层面“一带一路”战略和相关政策的提出和实施，我国市政交通行业发展过程中正在面临着全新的挑战。按照传统施工管理方式，往往缺乏前控管理，带来一系列的问题，如快餐式的设计周期导致设计质量下降与施工变更过多的问题、粗犷式的施工管理导致项目管理成本以及施工安全事故率稳定上升。尤其是在城市高架设计施工方面存在更多的制约因素对设计施工管理过程提出更高的要求。BIM技术的出现在极大程度上减少了以上的工程问题发生，并且已在相关行业取得了长足的发展，市政行业大量项目应用BIM技术，同时相关的BIM应用标准与指南相继出台。如《中国市政行业应用指南2015版》对市政行业进行了大体上BIM应用的规范与指导，但针对城市高架领域的BIM应用章节相对较少，因此为了完善市政行业的BIM应用指南，通过以胜陆公路项目BIM应用为例对城市高架领域BIM应用进行规范和说明。

所谓BIM模型，即通常所说的建筑计算机模拟系统，或者是建筑信息模型（Building Information Modeling），是一种在现代工程建设事业领域拥有广泛应用空间的技术分析模型，其实质是借由对所有建筑工程项目相关信息的整合运用，建构形成具体的建筑模型，继而利用数字信息仿真技术，模拟呈现特定建筑物在未来施工形成之后将会具备的各项真实信息。BIM技术分析模型具备稳定且鲜明的可视化，以及协调性特点，其在现代工程建设事业领域能够发挥不容忽视的重要作用，不仅能有效加快现代城市建设发展事业的推进速度，还能为广大人民群众的日常化生产生活实践过程，创造和提供优质且良好的服务支持条件。基于现有的研究成果和实践工作经验可以知道，将BIM模型在城市高架建筑工程项目施工管理过程中加以引入运用，能发挥扎实且有效的实际影响作用。

从宏观性理论分析视角展开阐释，开展针对城市高架建筑工程项目的信息模型建设工作，应当遵循如下基本思路：①借由对CAD设计图纸文本中承载的相关内容的运用，建构形成与具体化的城市高架建筑工程项目相对应的施工流程静态分析模型，其中具体包括城市高架建筑工程项目的主体结构特点、城市高架建筑工程项目施工现场综合环境技术特点，以及城市高架建筑工程项目施工现场临时设施配置情况等多方面的信息要素内容;②基于时间性考量维度的创造性工作，其具体内容包含工程施工作业进度计划的引入添加，建立形成与具体城市高架建筑工程项目相对应的动态分析模型，继而模拟演示城市高架建筑工程项目施工作业全过程各环节的具体状况。

城市高架建筑信息模型应用指南编写过程中应当遵循的基本思路为：

本指南结合胜陆公路项目，充分利用基础模型数据进行相关的BIM应用上编写，为城市高架建筑事业领域施工阶段的BIM应用提供基础参考数据。

本指南着重于模型应用、施工模拟、平台应用三方面内容。

1模型应用

通常情况下，很多项目的BIM应用仅仅落在创建BIM模型这个过程，当模型创建完成后就对要做什么应用无从下手，为此我们基于胜陆公路项目的实践，深入剖析城市高架特点，深度挖掘BIM模型（几何体与信息）的价值。BIM模型作为一个储存大量信息的数据库，可通过整合、拆分、细化、变形等方式获得施工阶段所需的数据。通过对BIM模型的深化可利用BIM模型进行碰撞检测、辅助钢筋和钢结构下料、用于复杂节点的可视化技术交底等应用。其中较深也很难的应用点便是利用BIM模型辅助下料。辅助下料对BIM模型的要求非常高，比如钢筋必须按照设计图纸的信息对单根钢筋的弯折角度、锚固长度、弯曲半径设置好，按照既定的钢筋排布规则在混凝土模型中实体放样，既要按照设计要求同时需要兼顾施工实际，这个过程需要BIM人员非常仔细和专业。最后通过BIM模型将所有的钢筋模型建好之后分别布局到图纸中，对每一类钢筋进行下料标注随同钢筋明细表出具对应下料单，供施工现场钢筋准确下料。虽然整个过程会相对烦琐和工作量大，但对真正利用BIM模型指导现场施工的意义是非常重大，并且在模型深化过程中可对设计图纸中的钢筋间隙过小、钢筋安装顺序混乱、钢筋保护层不满足要求等问题进行优化。真正利用BIM技术实现精细化施工管理与质量保障[1]。

在城市高架建筑工程项目施工图纸设计工作开展过程中，对BIM技术的恰当合理引入运用，能促进施工图纸设计工作成果持续优化完善，借由对三维管线辅助工具的结合运用，能有效解决处理在同一个模拟分析模型中统一摆放呈现多个专业内容要素的设计工作目标。在具体针对城市高架建筑工程项目施工图纸开展深化设计工作环节过程中，要密切结合城市高架建筑工程项目实际具备的大小规模特征，切实设计形成具备更加充分精准性和合理性的建筑工程施工流程模拟演示模型，改善规避传统二维施工图纸文本在设计和使用过程中存在的各类不合理问题，助力施工图纸设计工作人员能够全面直接地发现施工图纸设计过程中遭遇的各类具体问题，并且选择运用适当策略展开改良调整。

在城市高架建筑工程项目施工建设作业环节的具体推进过程中，要借由对BIM技术的合理运用，以具备高度严谨性和规范性的管理干预工作态度控制好对各类施工应用材料，以及施工技术设备的应用环节，继而全面性地关注和掌握城市高架建筑工程项目施工现场内部具体发生的各类情况。基于BIM技术的5D软件在实际运行过程中，能够全面性地导入施工场地信息、建筑整体信息，以及场地设施信息，在将城市高架建筑工程项目施工现场中的各类信息全面直观生动地展示在施工管理人员面前条件下，能支持施工管理工作人员全面了解和掌握城市高架建筑工程项目施工过程中涉及的每一个具体步骤，以及已经获取的推进进度，在及时全面发现施工现场中真实存在的各类具体问题前提下，制定和运用针对性策略展开解决处置。

在城市高架建筑工程项目施工建设作业环节的具体推进过程中，对BIM技术的恰当引入运用，可以立足于城市高架建筑工程项目施工活动的完整流程，实现具备系统性、规范性，以及合理性特点的造价管理控制工作实践目标，在合理缩减项目运作过程中的经济成本支出数额前提下，确保项目运作过程中顺利获取到最优化的经济收益[2]。

2施工模拟

BIM模型已具备三维几何形态，通过对现实施工环境的真实模拟对施工过程中的质量安全方面的隐患进行预测，通过对质量安全隐患的排查与处理，利用优化后的施工方案规范现场施工。尤其是在城市高架需要搭设脚手架与吊装施工施工，因此会对施工范围内的交通造成较大的影响，通过BIM技术重建施工范围内的交通场景结合现场采集的交通数据对范围内的交通组织进行分析。通过分析结果对施工组织方案进行优化，按优化后的方案再次进行模拟分析循环至最终交通组织方案，减少或改造现有的交通情况，使得现场范围内交通尽量顺畅[3]。

3平台应用

BIM模型应用仅限于专业人员实现的静态应用，远远不满足项目部对施工现场的精细化管理，而需要进行大范围基于BIM模型对施工现场的动态管控，就必须借助施工管理平台手段来实现。在施工管理平台上集成BIM模型和建设过程数据彼此动态关联，以此作为施工现场项目大数据库，人人都通过终端设备向施工管理平台提取相应的施工所需数据信息，辅助管理决策。如进度管理需要对模型进行归类与简化，并将简化后的模型上传至施工管理平台，通过将施工现场的施工进度数据与对应部位的模型进行关联即可完成实际进度数据的录入。在施工管理平台上通过模型上计划进度数据与实际进度数据的比对分析就可以直观查看施工现场的进度偏差情况。平台上的模型不仅挂接了进度数据，同时模型还具有工程量信息，根据工程量即可得到完成该工程量对应的相关资源情况如人工、机械、材料消耗量等信息。通过形成施工网络计划图对施工进度进行偏差分析时，这些模型对应的数据即可用于资源调配的决策参考[4]。

4结束语

综合梳理现有研究成果可以知道，在现代科学技术形态快速优质有序发展演化的实践背景之下，BIM技术的存在和广泛引入運用，能发挥极其显著且不容忽视的实际影响价值，对BIM技术施加充分关注，并且在城市高架建筑事业领域对其合理开展引入运用，不仅能有效改善提升城市高架建筑工程项目施工管理工作的质量性、安全性，以及效率性，还能全面满足城市高架建筑物施工建设环节运作过程中面对的各项基本需要，助推城市建设事业在具体运作发展过程中顺利获取到最优化的综合收益。

参考文献

[1] 黄龙明.毗邻铁路、城市高架保障房绿色（适宜）建筑设计——以泰山街道东门1号地块保障房项目为例[J].建材与装饰，2020，（4）：85-87.

[2] 陈冠东.城市轨道交通车站建筑造型设计实践性总结——以广州新型有轨电车站及广州轨道交通二十一号线高架站建筑实践为例[J].低碳世界，2017，（14）：118-119.

[3] 许小波.铁路桥梁规范和建筑规范在城市轨道交通高架车站结构设计中的应用[J].城市轨道交通研究，2014，17（9）：128-130.

[4] 唐坚.高架线站城市环境与车站建筑的建筑学研究——新田园城市的生长点·景观高架生态轴[J].中外建筑，2004，（6）：120-124.