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橋梁工程設計及施工中BIM技術的運用
近幾年,BIM技術在國內不斷地推廣,更多的橋梁項目運用到了BIM技術,以此來輔助橋梁設計與施工人員更好的完成橋梁的設計與施工。將BIM技術運用到橋梁工程中,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量;提高項目的經濟效益。文章主要研究了BIM技術的核心建模軟件和BIM技術在橋梁設計、施工中的應用,以期為現代橋梁建設提供一些有價值的參考。
關鍵詞:橋梁工程;BIM技術;設計階段;施工階段
1BIM基本概念及發展現狀
1.1BIM基本概念
建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management,BIM)是一種實現建設項目的物理功能特性的數字描述和管理的新型技術,它的目標是建立從項目論證開始,到建筑設計、施工、運用維護,直至最終拆除的全生命周期數據庫,并實現項目數據的共享和運用。BIM技術的推廣被看成CAD技術的普及運用后的又一次意義重大的革新。從長遠看,BIM技術必將引領建筑信息化的發展潮流,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國內外發展現狀
(1)國外發展現狀。BIM的起源地是美國,在北美,有超過一半的建筑行業使用者BIM,或者BIM的相關技術軟件,而經過資料的對比,在北美地區BIM的使用率比之前兩增加了75%左右。BIM應用始于美國,美國總務管理局于2003年推出了國家3D-4D-BIM計劃,并陸續發布了系列BIM指南。美國聯邦機構美國陸軍工程兵團在2006年制定并發布了一份15年(2006-2020年)的BIM路線圖。還有很多大學或則相關機構都致力于工程項目的信息化研宄,由此可見BIM在北美的研究應用還是比較深入廣泛的。由于BIM性能的強大,在歐洲、日本等發達國家也被業內人士認可,并得到了廣泛的運用。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,在各個發達國家正在以很快的速度普及在各個領域,并且在許多工程中的到了廣泛的運用。(2)國內發展現狀。由國內外的調查資料得出:在中國,BIM技術只是出于宣傳和科普階段,廣大業界人士只是知道這一門技術或者解除了一些基本的操作,還未被廣泛運用到工程實際操作中,同時,也說明對于BIM的技術研發也還處于一個起步階段,并沒有在國內形成很完善的系統。業界人士對于BIM技術也只有一個模糊的概念或者僅有本專業的理論知識,在實踐方面都或多或少的有些欠缺。BIM技術在我國有許多方面的問題,不論是技術還是經濟,不論是管理還是法律,這些問題都亟待解決。
2BIM技術在橋梁工程中的運用
2.1BIM技術在橋梁設計階段的主要運用
(1)前期設計。橋梁工程在進行設計建設的時候需要將業主方、設計方、施工方等參與進來的單位的意見集合統一起來,然后決定最后的建設方案。由于各個單位的專業水平不同,在前期設計階段,設計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業主單位,從而達到意見的統一的難度大大增加。然而,利用BIM技術的特性,我們可以將設計項目進行參數化、信息化和數字化的三維建模,從而將設計項目更直觀的表現在設計方和業主單位眼前,使前期設計方案的選擇高效快捷。(2)后期設計。后期設計階段的任務就是對前期設計的BIM模型進行各種審核和驗算,看這個模型是否能夠達到規范要求,同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設中,對于各種指標的要求比較高,為了提高設計質量,利用BIM模型能夠使設計人員更好的完成設計結果測試,及時發現設計問題并做相應的調整。在用BIM建模的過程中,我們在檢驗的時候能有效及時的發現我們建模時的錯誤與瑕疵,這樣做能防止施工時發生錯誤,對整個工程造成重大損失。后期設計的基礎是前期設計的BIM模型,在此模型上進行進一步的修改和細化,從而達到設計要求。在采用BIM軟件進行校核時,能同時生成分析柏高,根據報告我們能發現問題,然后再進行修改、建模,反復這個過程,知道達到技術指標。
2.2BIM技術在橋梁施工階段的應用
(1)數字信息化施工。運用數字信息化手段可以預制橋梁結構,然后通過工廠化的生產制造手段防控施工中的各種不利因素,以確保構件質量達標,同時進一步橋體施工周期,提高效益。(2)施工模擬。運用BIM技術的4D橋梁施工模擬技術,我們可以模擬出施工過程,編寫科學合理的施工組織計劃,實現場地資源配置優化,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度,從而使整個工程質量提高,同時更加的節約陳本,提升經濟效益。(3)安全數據信息管理。BIM技術的橋梁安全數據信息管理平臺能夠管理施工過程中的關鍵數據,以BIM為平臺進行共享,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物料設備管理
BIM技術的橋梁信息模型能夠有效的彌補使用RFID技術只能識別一部分信息,無法掌握全橋施工過程的缺陷,使得設備管理更加完善。
2.4協同作業
協同作業是BIM技術的又一強大功能的運用,通過協同協同作業,各個單位能將除設計之外的各種設計文件、管理方案、等進行共享,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行。BIM技術不僅在施工領域發揮巨大的作用,并且對提高設計、運營領域的效率、節約成本也將起到積極的推動作用。
3存在的問題
在國內,各個行業對于BIM成果的驗收并沒有統一的技術標準,另外,大部分設計院自身內部沒有明顯的BIM技術的標準。BIM技術在國內的普及與成熟大遠不及歐美等發達國家,這使得在國外軟件的設計與國內的現實情況相悖的時候,國內并沒有足夠的研發能力去研發新的核心軟件,從而使工程的設計模型不能達到預期效果,對設計造成阻礙。因為運用BIM技術去完成項目,不可避免的會有很多不同行業共同參與到建模過程中,那么就需要一個共同的規范去管理這些不同專業的模型,從而達到模型的有效傳遞,使模型傳遞過程中保持它的完整性和可讀性。
4結論與展望
BIM技術作為橋梁工程中的新興技術,相較于AutoCAD、MIDAS、橋梁博士之類的我們都耳熟能詳的軟件,對于大多數人來說是陌生的。在橋梁工程這塊領域,主流的作圖計算軟件還是AutuCAD與MIDAS之類的軟件。BIM作為一款功能強大的軟件是被很多人期許的,他的優點有很多,而且能將一個工程的各個部分集合到一個模型上,直觀的表現出設計施工的效果,可閱讀性大大的增強,并且能直觀的展現出設計缺陷和各個部分設計之間的沖突,方便驗收和修改。BIM沒被廣泛運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,是金子總會發光的,在主流環境和國家的大力推廣運用下,BIM這項技術將會有巨大的發展,總有一天他將會取代其他軟件成為主流。
關鍵詞:橋梁工程;BIM技術;設計階段;施工階段
1BIM基本概念及發展現狀
1.1BIM基本概念
建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management,BIM)是一種實現建設項目的物理功能特性的數字描述和管理的新型技術,它的目標是建立從項目論證開始,到建筑設計、施工、運用維護,直至最終拆除的全生命周期數據庫,并實現項目數據的共享和運用。BIM技術的推廣被看成CAD技術的普及運用后的又一次意義重大的革新。從長遠看,BIM技術必將引領建筑信息化的發展潮流,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國內外發展現狀
(1)國外發展現狀。BIM的起源地是美國,在北美,有超過一半的建筑行業使用者BIM,或者BIM的相關技術軟件,而經過資料的對比,在北美地區BIM的使用率比之前兩增加了75%左右。BIM應用始于美國,美國總務管理局于2003年推出了國家3D-4D-BIM計劃,并陸續發布了系列BIM指南。美國聯邦機構美國陸軍工程兵團在2006年制定并發布了一份15年(2006-2020年)的BIM路線圖。還有很多大學或則相關機構都致力于工程項目的信息化研宄,由此可見BIM在北美的研究應用還是比較深入廣泛的。由于BIM性能的強大,在歐洲、日本等發達國家也被業內人士認可,并得到了廣泛的運用。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,在各個發達國家正在以很快的速度普及在各個領域,并且在許多工程中的到了廣泛的運用。(2)國內發展現狀。由國內外的調查資料得出:在中國,BIM技術只是出于宣傳和科普階段,廣大業界人士只是知道這一門技術或者解除了一些基本的操作,還未被廣泛運用到工程實際操作中,同時,也說明對于BIM的技術研發也還處于一個起步階段,并沒有在國內形成很完善的系統。業界人士對于BIM技術也只有一個模糊的概念或者僅有本專業的理論知識,在實踐方面都或多或少的有些欠缺。BIM技術在我國有許多方面的問題,不論是技術還是經濟,不論是管理還是法律,這些問題都亟待解決。
2BIM技術在橋梁工程中的運用
2.1BIM技術在橋梁設計階段的主要運用
(1)前期設計。橋梁工程在進行設計建設的時候需要將業主方、設計方、施工方等參與進來的單位的意見集合統一起來,然后決定最后的建設方案。由于各個單位的專業水平不同,在前期設計階段,設計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業主單位,從而達到意見的統一的難度大大增加。然而,利用BIM技術的特性,我們可以將設計項目進行參數化、信息化和數字化的三維建模,從而將設計項目更直觀的表現在設計方和業主單位眼前,使前期設計方案的選擇高效快捷。(2)后期設計。后期設計階段的任務就是對前期設計的BIM模型進行各種審核和驗算,看這個模型是否能夠達到規范要求,同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設中,對于各種指標的要求比較高,為了提高設計質量,利用BIM模型能夠使設計人員更好的完成設計結果測試,及時發現設計問題并做相應的調整。在用BIM建模的過程中,我們在檢驗的時候能有效及時的發現我們建模時的錯誤與瑕疵,這樣做能防止施工時發生錯誤,對整個工程造成重大損失。后期設計的基礎是前期設計的BIM模型,在此模型上進行進一步的修改和細化,從而達到設計要求。在采用BIM軟件進行校核時,能同時生成分析柏高,根據報告我們能發現問題,然后再進行修改、建模,反復這個過程,知道達到技術指標。
2.2BIM技術在橋梁施工階段的應用
(1)數字信息化施工。運用數字信息化手段可以預制橋梁結構,然后通過工廠化的生產制造手段防控施工中的各種不利因素,以確保構件質量達標,同時進一步橋體施工周期,提高效益。(2)施工模擬。運用BIM技術的4D橋梁施工模擬技術,我們可以模擬出施工過程,編寫科學合理的施工組織計劃,實現場地資源配置優化,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度,從而使整個工程質量提高,同時更加的節約陳本,提升經濟效益。(3)安全數據信息管理。BIM技術的橋梁安全數據信息管理平臺能夠管理施工過程中的關鍵數據,以BIM為平臺進行共享,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物料設備管理
BIM技術的橋梁信息模型能夠有效的彌補使用RFID技術只能識別一部分信息,無法掌握全橋施工過程的缺陷,使得設備管理更加完善。
2.4協同作業
協同作業是BIM技術的又一強大功能的運用,通過協同協同作業,各個單位能將除設計之外的各種設計文件、管理方案、等進行共享,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行。BIM技術不僅在施工領域發揮巨大的作用,并且對提高設計、運營領域的效率、節約成本也將起到積極的推動作用。
3存在的問題
在國內,各個行業對于BIM成果的驗收并沒有統一的技術標準,另外,大部分設計院自身內部沒有明顯的BIM技術的標準。BIM技術在國內的普及與成熟大遠不及歐美等發達國家,這使得在國外軟件的設計與國內的現實情況相悖的時候,國內并沒有足夠的研發能力去研發新的核心軟件,從而使工程的設計模型不能達到預期效果,對設計造成阻礙。因為運用BIM技術去完成項目,不可避免的會有很多不同行業共同參與到建模過程中,那么就需要一個共同的規范去管理這些不同專業的模型,從而達到模型的有效傳遞,使模型傳遞過程中保持它的完整性和可讀性。
4結論與展望
BIM技術作為橋梁工程中的新興技術,相較于AutoCAD、MIDAS、橋梁博士之類的我們都耳熟能詳的軟件,對于大多數人來說是陌生的。在橋梁工程這塊領域,主流的作圖計算軟件還是AutuCAD與MIDAS之類的軟件。BIM作為一款功能強大的軟件是被很多人期許的,他的優點有很多,而且能將一個工程的各個部分集合到一個模型上,直觀的表現出設計施工的效果,可閱讀性大大的增強,并且能直觀的展現出設計缺陷和各個部分設計之間的沖突,方便驗收和修改。BIM沒被廣泛運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,是金子總會發光的,在主流環境和國家的大力推廣運用下,BIM這項技術將會有巨大的發展,總有一天他將會取代其他軟件成為主流。
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