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BIM技术在公路工程施工中的应用

1 背景

1975年美国查克·伊士曼(Chuck Eastman)提出“建筑描述系统(Building Description System)”:假设一种计算机系统,可以对建筑物进行智能模拟,并能从中提取包括获得工程图纸、工程量、施工进度在内的工程相关信息。这就是BIM技术的原型。1986年,美国学者罗伯特·艾什(RobertAish)对三维建模、自动化工程图纸创建、智能化参数构件、实时施工进度计划模拟、关系数据库等相关技术进行了描述,提出了“Building Modeling”的概念。1999年,Tolman教授进一步完善该系统,并将其命名为“Building Information Modeling”。

2002年,Autodesk描述了BIM用于建筑设计、施工、运维的全寿命周期的建设项目管理的创新,自2010年左右,Autodesk联合勘察设计协会等举办工程勘察设计行业BIM大赛,在建筑行业进行了试点应用。公路BIM应用尚处于探索应用阶段。

母亲手术前一晚,我依旧睡不着,半夜起来在小区里跑步。我一边跑一边想,若是能把她的病换到我身上的话,我就能睡着了,可是又一想,这样她就睡不着了。

2 BIM在公路工程应用

施工阶段的公路工程信息模型(BIM)指在施工阶段(包含施工准备、施工实施和施工交付等阶段)继承、建立、管理和应用的公路工程信息模型,具体包括施工深化模型、施工过程模型和施工竣(交)工模型。简称“施工信息模型”。施工模型应具有继承性,施工深化信息模型应能继承施工图阶段模型并能在施工图阶段的模型上调整、细化和补充形成,模型应满足施工组织、进度管理、造价管理、质量管理、安全管理等应用需要。

2.1 施工准备阶段

施工准备阶段的场地布置、工艺模拟、预制构件加工等工作宜基于施工信息模型开展。运用BIM技术打造工程标准化施工场站建设,在方案策划前,搭建场站模型,对不同方案进行比选,优化场站布局,减少后期施工碰撞干扰,见图1。

图1 项目场站BIM优化

复杂节点施工工艺模拟对设计方案和施工方案的优化起重要作用,可以使各单位,了解施工时可能面临的问题。如何保通是既有公路改扩建项目中重点与难点,利用BIM可视化交通组织模拟结合施工方案,结合施测交通量可以推演施工方案对交通流的影响,从而比选最优方案,BIM可视化交通组织模拟图2。

以往施工交底往往采用纸质文件进行,由设计人员向施工单位、施工单位向工人进行纸质文件或口头讲授的形式进行交底,特别是复杂节点施工,交底过程中存在困难。利用BIM模型,通过3D技术,录制视频,进行视频交底,使施工交底更加形象直观,见图3。

图2 某互通施工方案对交通流影响(红色为封闭区域)

图3 路基改桥施工技术交底

2.2 施工组织管理

通过施工深化设计模型,施工方组织实施施工模拟,包括施工进度模拟与优化、施工平面布置模拟优化、重点施工方案模拟优化等。同时收集各专业施工模拟文件,并组织召开施工模拟优化协调会,形成模拟优化文件。然后根据业主意见进行调整,并下发给各专业。

2.3 施工安全管理

利用BIM模型的可视性特征,能提升安全交底效率和质量危险源辨识、安全交底、过程监控等,见图4。依据相应安全管理标准、集成相关危险源库等数据,快速进行危险源辨识与风险评价,为安全持续改进提基础数据支持;集成过程监控信息、动态关联第三方环境监测数据,辅助实现快速环境安全预警。

图4 VR安全教育

2.4 施工质量管理

结合BIM模型,通过系统的开发管理系统,可对工程进行质量计划、质量验收、质量问题处理与分析等工作。

2.5 施工进度管理

公路工程施工中的工作分解、进度计划与进度分析等工作,信息模型开展工作分解结构创建、计划编制、与进度对应的工程量计算、资源配置、进度计划审查、形象进度可视化查询,实际进度和计划进度跟踪对比分析、进度预警、进度偏差分析、进度计划调整等,可基于模型开展。

什寒村不是旅游景区,而是以休闲度假为主的乡村旅游目的地。如果让游客仅仅感受民俗风情,吃农家饭的话,游客半天就能结束游玩活动,因此、为了增加游客的逗留时间,必须增加特色旅游项目,吸引游客留下来,住下来。只有这样,游客的体验满意度才能有效提高。从琼中县现有什寒村旅游资源特性本身出发,可以推出的旅游项目如下:

通过BIM技术将时间属性赋予3D模型,形成4D模型,可用于施工进度模拟,推演施工过程中可能遇到的问题,协调施工顺序,减少在时间维度上的冲突,优化施工安排,改善项目各参与方协调。

2.6 施工造价管理

在4D模型的基础上,增加各模型构件相关的费用信息,就形成了包括成本的5D模型(反映与实际成本相关数据的时间、空间、工序维度关系的数据库),将成本汇总、统计、拆分对应起来,可以实时读取建造过程中的费用清单,便于更精确的进行施工过程中的备工备料,更有效地进行费用成本控制,以便成本计划、成本分析。

据悉,“一带一路”沿线地区蕴藏着丰富钾盐资源,约占世界钾盐资源探明总储量的51.1%,是全球主要钾盐生产区,也是未来中国钾盐主要进口来源地。自2008年以来,我国境外钾资源开发在北美、东南亚和非洲等地区约有30多个项目,预测钾盐资源超百亿吨氯化钾,为国家钾资源战略储备奠定了坚实基础。

3 结语

(1)BIM技术是一种融合数字化、信息化和智能化技术的设计和管理工具,是计算机技术、信息技术发展到一定阶段的产物,给工程界带来了重大变化,将深刻的影响工程领域的现有生产方式和管理模式,其影响将在未来逐渐显现。(2)BIM技术在公路施工中的应用处于探索尝试阶段,逐渐展现出一定成果,但对于其效益和应用范围仍处于论证阶段;且BIM技术应用实现基于第三方平台实现,对于软硬件要求较高,人员也需要进行培训,需要投入不少的费用,目前还无法判断投资与效益比。(3)真正认识、理解BIM技术,把握其本质,用好该技术。BIM技术只有与设计、施工、运维、管理真正融合,才能真正发挥它的威力和效益。

(一)在目前国内绝大多数高校中,专业教师在教学过程中,已然形成了一种思维定式,教师强调知识的传授,与学生缺乏思想和情感的交流,下课后更是难有接触。另外一方面是绝大多数高校对目前的这种现状更是一种“默许”的现状,如何改变专业教师的观念、注入协同育人的理念,如何加强高校对专业教师与思想政治教育工作者协同育人的重视将会是本课题研究的重点难点,任何举措和制度都应得到专业教师的认可和接受才能接地气,才能真正有所改变。

参考文献:

1交通运输部公路局.赴美国建筑信息模型(BIM)技术培训总结.http://blog.sina.com.cn/s/blog_953d5e030102wwyc.html

2张驰.公路BIM及设计案例M.北京:人民交通出版社,2018.

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