研究BIM技术在路桥施工全过程中的应用

李为浩

(山西省交通规划勘察设计研究院有限公司，山西 太原 030006)

路桥施工是一个十分复杂的过程，在过去的路桥施工中，由于缺乏先进技术支持，很难保证施工质量和效率，而BIM技术的出现促使路桥施工技术发生重大变革，有效提高路桥工程施工技术水平。

1 价值分析

BIM的出现和应用引起了工程建设领域重大变革，采用BIM技术后，能使工程的设计方开展创新性与集成化设计，这对整个工程而言都有重要价值，主要表现在以下几个方面。

其一，设计方案与图纸复核方面。因在工程建设中使用的BIM实际上是不同专业相结合而成的集成模型，将不同模型组合到一起后，能实现碰撞检查，及时发现工程设计存在的问题，并且施工方还能根据整体模型领会项目的设计意图，确定施工是否可行，为方案的修改提供参考依据，减小施工的难度与成本。

其二，使施工方案实现可视化。这种能实现模型、计划与成本之间的关联，提供信息化模型，对整个施工过程进行动态模拟，使施工人员直观且轻松的确定方案是否正确与可行，也可对不同计划进行对比，选择最佳方案，实现对风险及成本的有效控制。除此之外，项目的施工模型还能为不同参与方之间的交流协调提供方便，通过对整个施工过程的动态模拟与演示，帮助不同参与方确定不同阶段需要完成的工作。

其三，为建筑方提供具体竣工模型。施工中需要对工程的设计模型进行信息扩充，包括计划、材料各个方面，在施工结束后，还应在BIM模型当中导入竣工图纸，以此形成完整竣工模型，用于之后的运营维护。

2 BIM技术应用难点

(1)建立完整且精确的模型，用于工程施工部。因三维设计属于集成化设计范畴，应将不同专业或者是不同分包商提供的模型结合到一起，形成一个系统的模型。对此，在实际工作中，除了要选择与该专业相关要求相适应的软件，还应综合考虑不同软件所用的文件格式，由不同专业提供的子模型应达到格式一致，至少是数据兼容，只有这样才能为模型的相互结合提供方便。

(2)在施工资料管理和使用方面。路桥工程一般规模很大，参与方众多，包括设计方、监理方、施工方和材料供应商，不同参与方之间的交流沟通因此十分复杂，会产生数量极大的文件及数据，包括图纸、报表和合同等，怎样对不同的信息进行高效传递同时保证其权限，使版本达到一致，所有历史数据均有据可查，必须引起相关人员的高度重视，采取有效措施及时解决。

(3)路桥工程建设的参与方有很多，由于不同参与方的工作地点有所不同，所以除了内业工作以外，还包括现场工作，怎样在不同的单位及工作地点使所有相关人员都能实现协同且高效的工作，同时利用好BIM模型，将其渗透到整个施工过程中，是当前借助BIM技术进行工程建设施工的关键问题。

(4)路桥施工不仅技术复杂，而且还有很大风险，在这种情况下，对BIM技术具体应用无疑提出了很高的要求，用于减少成本和降低风险，对那些特殊的环节与结构开展动态监测，以此及时且准确的发现实际问题，同时借助模型来分析，和设计模型进行对比，确定误差，最后根据对比的结果对构件尺寸和施工位移进行适当调整。

3 BIM技术在施工全过程中的应用

3.1 模型创建

如果工程设计过程中设计单位未能引入BIM技术，则设计单位将无法提供相应的三维模型。考虑到路桥结构十分复杂，所以要根据工程具体结构类型选择适宜的三维模型，以此保证模型的准确性与可靠性。

现以一座单跨悬索桥为例进行分析，其主塔结构采用门式框架，引桥结构采用连续箱梁与连续刚构。在创建该桥梁模型的过程中，首先采用PowerCivil进行总装平台搭建，对于PowerCivil，它是现阶段土木行业常用BIM平台，通过对这一软件的应用，能创建三维与数字模型，并能确定墩台具体位置，在此基础上采用其它工具还能建立其它子模型，实现对路线整体和墩台位置之间的组合，进而形成覆盖所有信息的整体三维模型。然后采用MicroStation进行主跨模型的创建，对于MicroStation，它是一种通用建模工具，通过对这一工具的应用，能创建桥梁所有特殊结构与构造的模型，包括索结构与钢箱梁。接着利用BridgeMaster进行引桥结构模型的建立，通过对BridgeMaster的应用，能在二维平面上对引桥结构进行详细设计，同时还能将模型直接输入至其它软件当中，以此实现其它结构模型的自动生成。最后利用Proconcrete创建钢筋模型，对于Proconcrete，它能以相关参数为依据进行三维配筋，针对任意结构进行三维模型的创建，同时还能实现碰撞检查。除此之外，利用Prosteel还能实现对钢结构的优化设计，提供三维模型与在计算分析中使用的详图。以上建模工具都采用DGN文件，所以数据与模型组装基本不会造成相互干扰。

3.2 施工资料管理

路桥工程建设施工中，会产生很多相关资料，包括各类文件、设计与施工图纸、三维或二维模型、各参与方之间的合同与设计变更单等。针对这种实际情况，可采用ProjectWise进行分类、传递、权限控制，以此在实现版本一致的基础上，使各类历史记录都能做到有据可查。另外，在这一软件的支持下，还能十分方便的将各类资料数据发布至网络及设备终端，使业主等参与方的人员随时进行查看和使用。在工程的施工现场也能十分方便的采用终端设备对相关资料与信息进行查看，这对保证施工顺利进行和施工质量都有重要作用与意义。

3.3 协同工作管理

路桥工程建设有很多参与方，如建设方、设计方、监理方与施工方等，怎样使项目的各项信息在不同参与方中得到及时且准确的传递，使各方都能按照相关要求实现协同工作，防止合作方面的问题发生，保证合作效率，是BIM技术在项目实施中应用的要点所在。以往的合作交流主要是将图纸作为基础，并且不同参与方之间大多采用多对多方式来交流，而在引入BIM技术以后，不同参与方可将BIM模型作为基础来沟通。除此之外，采用ProjectWise还能为项目的各参与方之间提供进行协同合作的平台，将管理的核心确定为BIM模型，任何一个参与方都能利用该软件工具对BIM模型进行共享，同时将其作为核心来开展交流沟通，以此保证信息及时性与一致性，加快实际的工作效率。

3.4 碰撞检查

借助Navigator能对整个三维模型进行浏览，同时对不同的子模型实施碰撞检查，而且还能对钢筋等重要部分实施碰撞检查。施工开始前通过全面且具体的碰撞检查，能尽可能早的发现和处理所有设计问题。

3.5 进度模拟与分析

挂接三维模型和进度计划，采用Navigator开展施工动态模拟，以此对进度计划是否可行进行验证，并确定进度中存在的各类问题与矛盾。采用相同的方法若再和材料成本实现挂接，还能对不同方案对应的费用进行对比，以此大幅减少施工成本，保证工程的经济和理性。

3.6 施工现场管理

通过对MicroStation的引入，能建立施工现场模型，对现场具体情况进行模拟，进而制定设备调度方案，保证调度合理性与可行性。另外，还能对大型机械设备实际运行情况进行深入分析，用于确定设备安全运行空间，从而防止不同的施工机械设备之间产生相互干扰。

3.7 工程算量与成本管理

项目成本控制对建设企业而言是一项重要工作，但传统的方法主要是采用人工，结合图纸与报表进行大致的估算，但因图纸的数量往往很大，而且彼此之间没有太大的关联，想要精确计算基本上是不可能的。而在以BIM模型为基础创建设计模型以后，能利用模型对不同构件具有的工程属性进行详细描述，进而准确计算工程量，然后采用定额软件方可计算确定各阶段材料消耗量。

4 结 语

综上所述，在路桥工程建设中BIM技术具有重要作用和意义，从根本上改变以往的施工及管理模式，在保证工程施工质量的基础上，加快效率、降低成本，并能保证施工安全，值得大范围推广借鉴。