復(fù)雜土木工程施工BIM技術(shù)探討

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現(xiàn)階段土木工程建設(shè)過程中3D數(shù)字化模型的實(shí)際使用成為主流，繼計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)以后，BIM技術(shù)正由于其顯著優(yōu)點(diǎn)受到相關(guān)土木工程技術(shù)人員一致好評。與CAD技術(shù)相比較，BIM技術(shù)在圖形繪制領(lǐng)域及描述能力層面均有明顯的提升，并且此項(xiàng)技術(shù)對于土木工程建設(shè)特別是比較復(fù)雜土木工程項(xiàng)目的建設(shè)適應(yīng)能力將更好。

BIM技術(shù)在復(fù)雜土木工程作業(yè)過程中的優(yōu)點(diǎn)

我國建筑行業(yè)對于BIM技術(shù)的定義是在建筑工程及相關(guān)設(shè)施的完整生命周期內(nèi)，采用數(shù)字化表現(xiàn)模式針對建筑工程施工工程的物理及相關(guān)功能進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并且根據(jù)相關(guān)數(shù)字化3D模型為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工作業(yè)及經(jīng)營活動等。bim技術(shù)能夠根據(jù)其完善的領(lǐng)先數(shù)字化信息處理技術(shù)，最大限度地防止復(fù)雜土木工程作業(yè)進(jìn)程中不必要出現(xiàn)的工作量及相關(guān)建筑原材料浪費(fèi)等現(xiàn)象，由于此技術(shù)能滿足作業(yè)周期及施工效率的提升，因此為復(fù)雜土木工程項(xiàng)目帶來顛覆性影響，BIM技術(shù)對于復(fù)雜土木工程的顯著優(yōu)點(diǎn)通常包含集成化、系統(tǒng)化及共享化三個(gè)層面。BIM相關(guān)技術(shù)能夠在相對規(guī)范化的層次對建筑工程施工作業(yè)中的諸多細(xì)節(jié)給予積極的影響，可以讓不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域、所有工作環(huán)節(jié)上的工作人員都能夠明確掌握建筑工程施工過程中的相關(guān)問題，可以進(jìn)行與之適應(yīng)的多個(gè)部門（業(yè)主，設(shè)計(jì)單位，施工單位，結(jié)構(gòu)部門，設(shè)備部門，運(yùn)營維護(hù)等等）協(xié)同推進(jìn)工程進(jìn)度，所有類型的施工作業(yè)相關(guān)信息都可以綜合到同一個(gè)平臺，平穩(wěn)發(fā)展，及時(shí)解決相關(guān)問題。最顯著的特點(diǎn)是多主體的信息資源進(jìn)行綜合匯總以后，都能夠在BIM技術(shù)的支持之下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的順暢的資源共享，這種情況必將最大限度地提高建筑工程中信息資源的綜合利用效率。行業(yè)曲線可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程作業(yè)過程中的實(shí)際應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用對于相對復(fù)雜的土木工程項(xiàng)目的施工作業(yè)過程，可以采用BIM相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的模型生成過程的科學(xué)化使用，在上述模型方法的幫助之下，可以讓相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員在查找施工作業(yè)相關(guān)信息等等工作過程中獲得極大的便利，促使工程項(xiàng)目的施工作業(yè)管理的效率的大幅度提高，除此以外，BIM相關(guān)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)施工作業(yè)時(shí)分別或者全方面檢測不同的問題，這為施工作業(yè)過程中的結(jié)構(gòu)分析帶來了巨大的幫助，有利于降低施工作業(yè)過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，保證復(fù)雜土木工程的高效施工。在實(shí)際的施工作業(yè)應(yīng)用層面，應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù)能夠發(fā)揮三維模型生成及模擬施工作業(yè)過程的兩個(gè)方面的強(qiáng)大功能。在三維模型生成層面，BIM相關(guān)技術(shù)能集中體現(xiàn)在復(fù)雜的土木工程的三維立體模型的生成領(lǐng)域，使用BIM相關(guān)技術(shù)，可以保證工程的三維立體模型可以在最大限度上和實(shí)際的構(gòu)件做到基本一致。應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù)的三維模型生成的圖形組件的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，相關(guān)構(gòu)件能夠比較自由地進(jìn)行數(shù)字建模。在實(shí)際建模的過程中，工程技術(shù)人員可根據(jù)相關(guān)模型構(gòu)件的實(shí)際大小、材料、規(guī)模及各種可能的組合模式等等條件進(jìn)行創(chuàng)建工作。由于現(xiàn)代化的土木工程項(xiàng)目更加復(fù)雜，造型變得比較新穎，使得形式、形狀的變化更加復(fù)雜多樣，這樣的趨勢使相關(guān)工程的施工作業(yè)難度變得比較大，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員利用BIM相關(guān)技術(shù)進(jìn)行建模工作，能夠相對形象地表現(xiàn)出建筑工程外部形狀及結(jié)構(gòu)的相關(guān)特點(diǎn)，為后期的實(shí)際施工作業(yè)提供具有實(shí)際意義的參考，例如某地的青奧體育公園主體項(xiàng)目就是非常典型的復(fù)雜工程，總體建筑面積可達(dá)113705m2，建筑主體的高度為杜娟復(fù)雜土木工程施工中BIM技術(shù)優(yōu)勢研究蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院杜娟（1985-）女，漢，遼寧省錦州市，本科，工程師，土木工程。45.5m，地表及地下各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，當(dāng)中看臺座位的數(shù)量超過18000個(gè)，此工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程也非常復(fù)雜。主體結(jié)構(gòu)多數(shù)是由HRB335和HRB400級鋼筋組成，鋼筋的主要連接模式為焊接、搭接、機(jī)械式連接等等諸多形式，加上體育館上方結(jié)構(gòu)中的梁、柱、板等各類結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)，外立面裝飾結(jié)構(gòu)的拉索、幕墻等等的結(jié)構(gòu)形式，均大大增加了相關(guān)建筑工程的施工作業(yè)難度。在相關(guān)工程項(xiàng)目的施工作業(yè)期間，相關(guān)工程技術(shù)人員以BIM相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，從項(xiàng)目初期的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就實(shí)施了相關(guān)參數(shù)信息導(dǎo)入BIM有關(guān)軟件的相關(guān)工作，生成了合理化的信息數(shù)據(jù)管理體系，最大限度地實(shí)現(xiàn)了對于項(xiàng)目成本的節(jié)約。

BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程設(shè)計(jì)結(jié)果校核中的應(yīng)用

在模擬作業(yè)過程的層面，BIM相關(guān)技術(shù)達(dá)到三維模型生成建模要求，用多類相關(guān)參數(shù)對工程項(xiàng)目實(shí)施設(shè)置，讓三維模型實(shí)現(xiàn)圖像化和動態(tài)式的演示效果，這樣操作可以使得工程項(xiàng)目的施工過程實(shí)現(xiàn)前瞻性的效果，與此同時(shí)，相關(guān)工程技術(shù)人員就可以依靠BIM相關(guān)技術(shù)內(nèi)的相應(yīng)軟件系統(tǒng)，通常包含Revit及MVC等等，從三維模型向四維應(yīng)用的層面進(jìn)行轉(zhuǎn)化，確保BIM相關(guān)技術(shù)在比較復(fù)雜的土木工程項(xiàng)目施工作業(yè)過程中持續(xù)保持領(lǐng)先的優(yōu)勢。例如，在某項(xiàng)工程本體桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所有的型鋼柱部件都發(fā)生了變截面的情況，當(dāng)中一個(gè)軸處的節(jié)點(diǎn)截面從初始直徑為2050mm的圓形截面變成了成矩形的截面（1050×1800）mm直徑，截面形狀發(fā)生突變，必須重新計(jì)算和校核結(jié)構(gòu)的受力情況，鋼筋部件需要進(jìn)行重新配筋，相關(guān)的難度大幅度增加，對于此種問題，就能夠利用BIM相關(guān)技術(shù)模擬作業(yè)的現(xiàn)場情況，在三維空間內(nèi)實(shí)施BIM技術(shù)的鋼筋布置的模擬施工作業(yè)過程，與此同時(shí)進(jìn)行碰撞校核，防止新生成構(gòu)件和原模型中的構(gòu)件出現(xiàn)沖突和干涉的情況。還是以某地的青奧體育館為例子，此工程建筑的總體周期較長，不確定性要素較多，在異形柱構(gòu)件施工作業(yè)方案層面，就包含10根鋼筋混凝土材質(zhì)的異形柱，有A、B兩大類，所有的柱型構(gòu)件都是異形截面的構(gòu)造，因?yàn)榇藰?gòu)件具有較大的復(fù)雜性及危險(xiǎn)性，所有必須要實(shí)行專門化的施工方案，這時(shí)便可把異形柱構(gòu)件的屬性賦予到BIM相關(guān)軟件中，對其整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維模型建模，隨后在相應(yīng)的軟件內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和可靠性分析。BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程施工作業(yè)過程中的管理BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程施工過程的管理施工作業(yè)過程管理中的BIM相關(guān)技術(shù)的功能同樣非常強(qiáng)大。施工規(guī)劃的有關(guān)問題，應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù)首先能夠?qū)崿F(xiàn)工程施工作業(yè)過程的宏觀控制，其次還能夠針對實(shí)際的操作過程，比如施工作業(yè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化的模擬，實(shí)現(xiàn)由宏觀層面到微觀層面的理想施工作業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)的目的。工程設(shè)計(jì)人員能夠進(jìn)行全方位并且深入的測量與掌握幾何參數(shù)，借助BIM相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如，如果需要面對某項(xiàng)比較復(fù)雜的土木工程項(xiàng)目的時(shí)候，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員可設(shè)立根據(jù)BIM相關(guān)技術(shù)的4D-GVSPU系統(tǒng)，相關(guān)系統(tǒng)可以使用參數(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場碰撞研究分析等等功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)進(jìn)度規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑材料合理管控相結(jié)合的優(yōu)良結(jié)果。BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程造價(jià)方面的管理對于造價(jià)方面的管理工作，工程設(shè)計(jì)人員在BIM相關(guān)技術(shù)的幫助下，實(shí)施造價(jià)評估或成本核算等工作，將極大地滿足相關(guān)造價(jià)工程管理的所有需要，當(dāng)中有可能包含的核算方式有如下幾類，比如API接口相關(guān)的成本核算程序和BIM相關(guān)技術(shù)的互聯(lián)互通，用開放式信息數(shù)據(jù)庫連接BIM相關(guān)三維數(shù)字模型，或在BIM相關(guān)技術(shù)程序內(nèi)，直接調(diào)用出有實(shí)際意義施工作業(yè)參數(shù)信息，再把相關(guān)信息導(dǎo)出到有關(guān)的應(yīng)用等等，這些操作都會為復(fù)雜土木工程造價(jià)管理相關(guān)工程提供有力的支持，促成相關(guān)工程的科學(xué)進(jìn)行。此外，在工程造價(jià)管理過程中，BIM相關(guān)技術(shù)還具備投資回報(bào)率方面的優(yōu)點(diǎn)，例如其自身對節(jié)約成本有巨大作用，包含生成圖紙等層面的成本節(jié)約，及作業(yè)工期、施工品質(zhì)等層面的間接成本的大量節(jié)省。至于施工作業(yè)現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)控工作，BIM相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，可以使施工作業(yè)的現(xiàn)場品質(zhì)管控工作依靠移動終端來實(shí)現(xiàn)，可以更好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工品質(zhì)、施工進(jìn)度、現(xiàn)場安全、監(jiān)理檢查工作等相關(guān)問題的合理解決，可使相關(guān)人員在三維模型的幫助下，在計(jì)算機(jī)設(shè)備上隨時(shí)同步觀察施工作業(yè)相關(guān)品質(zhì)。現(xiàn)場照片可以上傳到BIM模型中，相關(guān)管理人員便可以點(diǎn)擊相關(guān)位置，進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際圖片的檢查，具體的責(zé)任人員就能夠根據(jù)相關(guān)信息和問題采取有效措施，實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

總結(jié)

綜上所述，為了進(jìn)一步展現(xiàn)BIM相關(guān)技術(shù)在復(fù)雜土木工程作業(yè)過程中的巨大優(yōu)勢，對原有的文獻(xiàn)和有關(guān)案例實(shí)施梳理工作，BIM相關(guān)技術(shù)根據(jù)工程信息以及數(shù)字化三維模型作為核心，BIM相關(guān)技術(shù)具備集成化、系統(tǒng)化和共享化的優(yōu)勢，這類優(yōu)勢在土木工程項(xiàng)目，尤其是復(fù)雜的土木工程項(xiàng)目中體現(xiàn)出非常明顯的優(yōu)勢，所以BIM技術(shù)不僅能用三維的模式將建筑工程的形狀體現(xiàn)出來，還能夠精確模擬復(fù)雜的土木工程項(xiàng)目作業(yè)進(jìn)程中的各種細(xì)節(jié)，幫助設(shè)計(jì)人員和施工人員熟悉工程、完善工作，進(jìn)而節(jié)約寶貴的人力和物力。

作者：杜娟