行業(yè)資訊
橋梁工程設(shè)計及施工中BIM技術(shù)的運(yùn)用
近幾年,BIM技術(shù)在國內(nèi)不斷地推廣,更多的橋梁項目運(yùn)用到了BIM技術(shù),以此來輔助橋梁設(shè)計與施工人員更好的完成橋梁的設(shè)計與施工。將BIM技術(shù)運(yùn)用到橋梁工程中,能大幅降低橋梁施工中的安全隱患;有效提高橋梁的工程質(zhì)量;提高項目的經(jīng)濟(jì)效益。文章主要研究了BIM技術(shù)的核心建模軟件和BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計、施工中的應(yīng)用,以期為現(xiàn)代橋梁建設(shè)提供一些有價值的參考。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;BIM技術(shù);設(shè)計階段;施工階段
1BIM基本概念及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1BIM基本概念
建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management,BIM)是一種實現(xiàn)建設(shè)項目的物理功能特性的數(shù)字描述和管理的新型技術(shù),它的目標(biāo)是建立從項目論證開始,到建筑設(shè)計、施工、運(yùn)用維護(hù),直至最終拆除的全生命周期數(shù)據(jù)庫,并實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)的共享和運(yùn)用。BIM技術(shù)的推廣被看成CAD技術(shù)的普及運(yùn)用后的又一次意義重大的革新。從長遠(yuǎn)看,BIM技術(shù)必將引領(lǐng)建筑信息化的發(fā)展潮流,從各個方面很大程度的提高土木工程信息集成化的程度。
1.2BIM國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
(1)國外發(fā)展現(xiàn)狀。BIM的起源地是美國,在北美,有超過一半的建筑行業(yè)使用者BIM,或者BIM的相關(guān)技術(shù)軟件,而經(jīng)過資料的對比,在北美地區(qū)BIM的使用率比之前兩增加了75%左右。BIM應(yīng)用始于美國,美國總務(wù)管理局于2003年推出了國家3D-4D-BIM計劃,并陸續(xù)發(fā)布了系列BIM指南。美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)美國陸軍工程兵團(tuán)在2006年制定并發(fā)布了一份15年(2006-2020年)的BIM路線圖。還有很多大學(xué)或則相關(guān)機(jī)構(gòu)都致力于工程項目的信息化研宄,由此可見BIM在北美的研究應(yīng)用還是比較深入廣泛的。由于BIM性能的強(qiáng)大,在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家也被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可,并得到了廣泛的運(yùn)用。Autodesk公司突出的Revit系列軟件為代表的建筑信息模型軟件模型,在各個發(fā)達(dá)國家正在以很快的速度普及在各個領(lǐng)域,并且在許多工程中的到了廣泛的運(yùn)用。(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。由國內(nèi)外的調(diào)查資料得出:在中國,BIM技術(shù)只是出于宣傳和科普階段,廣大業(yè)界人士只是知道這一門技術(shù)或者解除了一些基本的操作,還未被廣泛運(yùn)用到工程實際操作中,同時,也說明對于BIM的技術(shù)研發(fā)也還處于一個起步階段,并沒有在國內(nèi)形成很完善的系統(tǒng)。業(yè)界人士對于BIM技術(shù)也只有一個模糊的概念或者僅有本專業(yè)的理論知識,在實踐方面都或多或少的有些欠缺。BIM技術(shù)在我國有許多方面的問題,不論是技術(shù)還是經(jīng)濟(jì),不論是管理還是法律,這些問題都亟待解決。
2BIM技術(shù)在橋梁工程中的運(yùn)用
2.1BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的主要運(yùn)用
(1)前期設(shè)計。橋梁工程在進(jìn)行設(shè)計建設(shè)的時候需要將業(yè)主方、設(shè)計方、施工方等參與進(jìn)來的單位的意見集合統(tǒng)一起來,然后決定最后的建設(shè)方案。由于各個單位的專業(yè)水平不同,在前期設(shè)計階段,設(shè)計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業(yè)主單位,從而達(dá)到意見的統(tǒng)一的難度大大增加。然而,利用BIM技術(shù)的特性,我們可以將設(shè)計項目進(jìn)行參數(shù)化、信息化和數(shù)字化的三維建模,從而將設(shè)計項目更直觀的表現(xiàn)在設(shè)計方和業(yè)主單位眼前,使前期設(shè)計方案的選擇高效快捷。(2)后期設(shè)計。后期設(shè)計階段的任務(wù)就是對前期設(shè)計的BIM模型進(jìn)行各種審核和驗算,看這個模型是否能夠達(dá)到規(guī)范要求,同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設(shè)中,對于各種指標(biāo)的要求比較高,為了提高設(shè)計質(zhì)量,利用BIM模型能夠使設(shè)計人員更好的完成設(shè)計結(jié)果測試,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題并做相應(yīng)的調(diào)整。在用BIM建模的過程中,我們在檢驗的時候能有效及時的發(fā)現(xiàn)我們建模時的錯誤與瑕疵,這樣做能防止施工時發(fā)生錯誤,對整個工程造成重大損失。后期設(shè)計的基礎(chǔ)是前期設(shè)計的BIM模型,在此模型上進(jìn)行進(jìn)一步的修改和細(xì)化,從而達(dá)到設(shè)計要求。在采用BIM軟件進(jìn)行校核時,能同時生成分析柏高,根據(jù)報告我們能發(fā)現(xiàn)問題,然后再進(jìn)行修改、建模,反復(fù)這個過程,知道達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。
2.2BIM技術(shù)在橋梁施工階段的應(yīng)用
(1)數(shù)字信息化施工。運(yùn)用數(shù)字信息化手段可以預(yù)制橋梁結(jié)構(gòu),然后通過工廠化的生產(chǎn)制造手段防控施工中的各種不利因素,以確保構(gòu)件質(zhì)量達(dá)標(biāo),同時進(jìn)一步橋體施工周期,提高效益。(2)施工模擬。運(yùn)用BIM技術(shù)的4D橋梁施工模擬技術(shù),我們可以模擬出施工過程,編寫科學(xué)合理的施工組織計劃,實現(xiàn)場地資源配置優(yōu)化,這樣在實際施工過程中,能有效的控制全橋的施工過程和進(jìn)度,從而使整個工程質(zhì)量提高,同時更加的節(jié)約陳本,提升經(jīng)濟(jì)效益。(3)安全數(shù)據(jù)信息管理。BIM技術(shù)的橋梁安全數(shù)據(jù)信息管理平臺能夠管理施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),以BIM為平臺進(jìn)行共享,讓各個單位能清楚明確橋梁施工過程中的安全信息,能幫助制定更加合理的施工組織方案,有效的避免因完全信息不全或滯后所引起的安全事故。
2.3物料設(shè)備管理
BIM技術(shù)的橋梁信息模型能夠有效的彌補(bǔ)使用RFID技術(shù)只能識別一部分信息,無法掌握全橋施工過程的缺陷,使得設(shè)備管理更加完善。
2.4協(xié)同作業(yè)
協(xié)同作業(yè)是BIM技術(shù)的又一強(qiáng)大功能的運(yùn)用,通過協(xié)同協(xié)同作業(yè),各個單位能將除設(shè)計之外的各種設(shè)計文件、管理方案、等進(jìn)行共享,從而使各個單位之間文件的流通方便快捷,各單位間也能更加清楚工程項目的安排、進(jìn)度和管理,保證施工過程的合理化,從而使施工能夠更加高效的進(jìn)行。BIM技術(shù)不僅在施工領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用,并且對提高設(shè)計、運(yùn)營領(lǐng)域的效率、節(jié)約成本也將起到積極的推動作用。
3存在的問題
在國內(nèi),各個行業(yè)對于BIM成果的驗收并沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),另外,大部分設(shè)計院自身內(nèi)部沒有明顯的BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)在國內(nèi)的普及與成熟大遠(yuǎn)不及歐美等發(fā)達(dá)國家,這使得在國外軟件的設(shè)計與國內(nèi)的現(xiàn)實情況相悖的時候,國內(nèi)并沒有足夠的研發(fā)能力去研發(fā)新的核心軟件,從而使工程的設(shè)計模型不能達(dá)到預(yù)期效果,對設(shè)計造成阻礙。因為運(yùn)用BIM技術(shù)去完成項目,不可避免的會有很多不同行業(yè)共同參與到建模過程中,那么就需要一個共同的規(guī)范去管理這些不同專業(yè)的模型,從而達(dá)到模型的有效傳遞,使模型傳遞過程中保持它的完整性和可讀性。
4結(jié)論與展望
BIM技術(shù)作為橋梁工程中的新興技術(shù),相較于AutoCAD、MIDAS、橋梁博士之類的我們都耳熟能詳?shù)能浖瑢τ诖蠖鄶?shù)人來說是陌生的。在橋梁工程這塊領(lǐng)域,主流的作圖計算軟件還是AutuCAD與MIDAS之類的軟件。BIM作為一款功能強(qiáng)大的軟件是被很多人期許的,他的優(yōu)點有很多,而且能將一個工程的各個部分集合到一個模型上,直觀的表現(xiàn)出設(shè)計施工的效果,可閱讀性大大的增強(qiáng),并且能直觀的展現(xiàn)出設(shè)計缺陷和各個部分設(shè)計之間的沖突,方便驗收和修改。BIM沒被廣泛運(yùn)用到橋梁工程的原因還有,他的許多研究計算的地方還不夠完善,這使得很多計算也只能依賴其他軟件,使得BIM相對比較雞肋。但是,我相信,是金子總會發(fā)光的,在主流環(huán)境和國家的大力推廣運(yùn)用下,BIM這項技術(shù)將會有巨大的發(fā)展,總有一天他將會取代其他軟件成為主流。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;BIM技術(shù);設(shè)計階段;施工階段
1BIM基本概念及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1BIM基本概念
建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management,BIM)是一種實現(xiàn)建設(shè)項目的物理功能特性的數(shù)字描述和管理的新型技術(shù),它的目標(biāo)是建立從項目論證開始,到建筑設(shè)計、施工、運(yùn)用維護(hù),直至最終拆除的全生命周期數(shù)據(jù)庫,并實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)的共享和運(yùn)用。BIM技術(shù)的推廣被看成CAD技術(shù)的普及運(yùn)用后的又一次意義重大的革新。從長遠(yuǎn)看,BIM技術(shù)必將引領(lǐng)建筑信息化的發(fā)展潮流,從各個方面很大程度的提高土木工程信息集成化的程度。
1.2BIM國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
(1)國外發(fā)展現(xiàn)狀。BIM的起源地是美國,在北美,有超過一半的建筑行業(yè)使用者BIM,或者BIM的相關(guān)技術(shù)軟件,而經(jīng)過資料的對比,在北美地區(qū)BIM的使用率比之前兩增加了75%左右。BIM應(yīng)用始于美國,美國總務(wù)管理局于2003年推出了國家3D-4D-BIM計劃,并陸續(xù)發(fā)布了系列BIM指南。美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)美國陸軍工程兵團(tuán)在2006年制定并發(fā)布了一份15年(2006-2020年)的BIM路線圖。還有很多大學(xué)或則相關(guān)機(jī)構(gòu)都致力于工程項目的信息化研宄,由此可見BIM在北美的研究應(yīng)用還是比較深入廣泛的。由于BIM性能的強(qiáng)大,在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家也被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可,并得到了廣泛的運(yùn)用。Autodesk公司突出的Revit系列軟件為代表的建筑信息模型軟件模型,在各個發(fā)達(dá)國家正在以很快的速度普及在各個領(lǐng)域,并且在許多工程中的到了廣泛的運(yùn)用。(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。由國內(nèi)外的調(diào)查資料得出:在中國,BIM技術(shù)只是出于宣傳和科普階段,廣大業(yè)界人士只是知道這一門技術(shù)或者解除了一些基本的操作,還未被廣泛運(yùn)用到工程實際操作中,同時,也說明對于BIM的技術(shù)研發(fā)也還處于一個起步階段,并沒有在國內(nèi)形成很完善的系統(tǒng)。業(yè)界人士對于BIM技術(shù)也只有一個模糊的概念或者僅有本專業(yè)的理論知識,在實踐方面都或多或少的有些欠缺。BIM技術(shù)在我國有許多方面的問題,不論是技術(shù)還是經(jīng)濟(jì),不論是管理還是法律,這些問題都亟待解決。
2BIM技術(shù)在橋梁工程中的運(yùn)用
2.1BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的主要運(yùn)用
(1)前期設(shè)計。橋梁工程在進(jìn)行設(shè)計建設(shè)的時候需要將業(yè)主方、設(shè)計方、施工方等參與進(jìn)來的單位的意見集合統(tǒng)一起來,然后決定最后的建設(shè)方案。由于各個單位的專業(yè)水平不同,在前期設(shè)計階段,設(shè)計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業(yè)主單位,從而達(dá)到意見的統(tǒng)一的難度大大增加。然而,利用BIM技術(shù)的特性,我們可以將設(shè)計項目進(jìn)行參數(shù)化、信息化和數(shù)字化的三維建模,從而將設(shè)計項目更直觀的表現(xiàn)在設(shè)計方和業(yè)主單位眼前,使前期設(shè)計方案的選擇高效快捷。(2)后期設(shè)計。后期設(shè)計階段的任務(wù)就是對前期設(shè)計的BIM模型進(jìn)行各種審核和驗算,看這個模型是否能夠達(dá)到規(guī)范要求,同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設(shè)中,對于各種指標(biāo)的要求比較高,為了提高設(shè)計質(zhì)量,利用BIM模型能夠使設(shè)計人員更好的完成設(shè)計結(jié)果測試,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題并做相應(yīng)的調(diào)整。在用BIM建模的過程中,我們在檢驗的時候能有效及時的發(fā)現(xiàn)我們建模時的錯誤與瑕疵,這樣做能防止施工時發(fā)生錯誤,對整個工程造成重大損失。后期設(shè)計的基礎(chǔ)是前期設(shè)計的BIM模型,在此模型上進(jìn)行進(jìn)一步的修改和細(xì)化,從而達(dá)到設(shè)計要求。在采用BIM軟件進(jìn)行校核時,能同時生成分析柏高,根據(jù)報告我們能發(fā)現(xiàn)問題,然后再進(jìn)行修改、建模,反復(fù)這個過程,知道達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。
2.2BIM技術(shù)在橋梁施工階段的應(yīng)用
(1)數(shù)字信息化施工。運(yùn)用數(shù)字信息化手段可以預(yù)制橋梁結(jié)構(gòu),然后通過工廠化的生產(chǎn)制造手段防控施工中的各種不利因素,以確保構(gòu)件質(zhì)量達(dá)標(biāo),同時進(jìn)一步橋體施工周期,提高效益。(2)施工模擬。運(yùn)用BIM技術(shù)的4D橋梁施工模擬技術(shù),我們可以模擬出施工過程,編寫科學(xué)合理的施工組織計劃,實現(xiàn)場地資源配置優(yōu)化,這樣在實際施工過程中,能有效的控制全橋的施工過程和進(jìn)度,從而使整個工程質(zhì)量提高,同時更加的節(jié)約陳本,提升經(jīng)濟(jì)效益。(3)安全數(shù)據(jù)信息管理。BIM技術(shù)的橋梁安全數(shù)據(jù)信息管理平臺能夠管理施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),以BIM為平臺進(jìn)行共享,讓各個單位能清楚明確橋梁施工過程中的安全信息,能幫助制定更加合理的施工組織方案,有效的避免因完全信息不全或滯后所引起的安全事故。
2.3物料設(shè)備管理
BIM技術(shù)的橋梁信息模型能夠有效的彌補(bǔ)使用RFID技術(shù)只能識別一部分信息,無法掌握全橋施工過程的缺陷,使得設(shè)備管理更加完善。
2.4協(xié)同作業(yè)
協(xié)同作業(yè)是BIM技術(shù)的又一強(qiáng)大功能的運(yùn)用,通過協(xié)同協(xié)同作業(yè),各個單位能將除設(shè)計之外的各種設(shè)計文件、管理方案、等進(jìn)行共享,從而使各個單位之間文件的流通方便快捷,各單位間也能更加清楚工程項目的安排、進(jìn)度和管理,保證施工過程的合理化,從而使施工能夠更加高效的進(jìn)行。BIM技術(shù)不僅在施工領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用,并且對提高設(shè)計、運(yùn)營領(lǐng)域的效率、節(jié)約成本也將起到積極的推動作用。
3存在的問題
在國內(nèi),各個行業(yè)對于BIM成果的驗收并沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),另外,大部分設(shè)計院自身內(nèi)部沒有明顯的BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)在國內(nèi)的普及與成熟大遠(yuǎn)不及歐美等發(fā)達(dá)國家,這使得在國外軟件的設(shè)計與國內(nèi)的現(xiàn)實情況相悖的時候,國內(nèi)并沒有足夠的研發(fā)能力去研發(fā)新的核心軟件,從而使工程的設(shè)計模型不能達(dá)到預(yù)期效果,對設(shè)計造成阻礙。因為運(yùn)用BIM技術(shù)去完成項目,不可避免的會有很多不同行業(yè)共同參與到建模過程中,那么就需要一個共同的規(guī)范去管理這些不同專業(yè)的模型,從而達(dá)到模型的有效傳遞,使模型傳遞過程中保持它的完整性和可讀性。
4結(jié)論與展望
BIM技術(shù)作為橋梁工程中的新興技術(shù),相較于AutoCAD、MIDAS、橋梁博士之類的我們都耳熟能詳?shù)能浖瑢τ诖蠖鄶?shù)人來說是陌生的。在橋梁工程這塊領(lǐng)域,主流的作圖計算軟件還是AutuCAD與MIDAS之類的軟件。BIM作為一款功能強(qiáng)大的軟件是被很多人期許的,他的優(yōu)點有很多,而且能將一個工程的各個部分集合到一個模型上,直觀的表現(xiàn)出設(shè)計施工的效果,可閱讀性大大的增強(qiáng),并且能直觀的展現(xiàn)出設(shè)計缺陷和各個部分設(shè)計之間的沖突,方便驗收和修改。BIM沒被廣泛運(yùn)用到橋梁工程的原因還有,他的許多研究計算的地方還不夠完善,這使得很多計算也只能依賴其他軟件,使得BIM相對比較雞肋。但是,我相信,是金子總會發(fā)光的,在主流環(huán)境和國家的大力推廣運(yùn)用下,BIM這項技術(shù)將會有巨大的發(fā)展,總有一天他將會取代其他軟件成為主流。
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