基于BIM的机场道路工程智慧施工应用研究

期刊: 大东方 DOI: PDF下载

聂海晨

中航材工程咨询(西安)有限公司 西安市 710075

摘要

随着城市化进程的不断推进,交通工程的需求不断增加。然而,由于交通工程的复杂性和特殊性,施工过程中存在着许多风险和挑战。BIM技术的出现,给建设项目施工管理提高了新的发展方向,其能够在项目建设环节引进信息化科技,在项目设计、运行、维护阶段实现信息共享和传递,该技术在工程各个阶段都发挥了其优势,它除了在规划阶段减少方案差错,大幅降低生产成本,还能够积累大量数据,助力各阶段不同专业人员间协同工作,提高效率 。但目前BIM技术在市政工程领域运用相对较少。文章对BIM技术在机场道路工程施工项目管理中的应用与研究提出相关看法,以供参考。


关键词

BIM;机场道路

正文


引言

BIM技术是一种信息集成系统,能对机场道路工程的施工过程进行有效管控,通过对BIM技术的应用,能实现对机场道路工程施工现场的信息化管理,使机场道路工程施工更加规范。利用BIM技术开展机场道路工程施工能有效减少施工过程中的资源浪费情况,为机场道路工程施工的顺利进行提供有利条件。通过BIM技术在机场道路工程施工中的应用,能将现场的各种数据资料进行有效整合,实现对现场信息的动态监控和管理,进而使机场道路工程施工更加规范和科学。通过BIM技术在机场道路工程施工中的应用,能实现对机场道路工程施工质量和效率的有效提升,为机场道路工程施工工作的顺利开展奠定良好基础。

1BIM技术特征

1.1BIM可视化技术特征

BIM技术主要用于应对城市化进程加快、市政项目建设完善复杂的功能需求,可有效解决工程建设周期长、协作工种多、影响范围大、施工质量高等现实问题。发挥BIM技术可视化特征,提高效率、保证质量也是对关键性技术支撑的要求。国内应用BIM技术可视化实现规划与实际构建信息,主要通过采取构建三维立体模型形式,提高BIM可视化技术设计精度,使用者通过直接观察准确了解设计缺陷。BIM技术除具有直观显示特点之外,还能够通过动画演示对建设项目全周期过程推演,及时发现设计瑕疵、准确预见工程建设遇到的问题,对合理安排劳动要素资源,解决设计与施工之间的冲突矛盾,提高工程建设信息准确性,搭建工程建设各参与方之间协调平台意义重大。

1.2BIM协作性技术特征

机场道路工程建设及其配套工程极其复杂,需要多工种、多部门组织协调形成合力方能完成建设任务。但是受各方利益关注点不同、组织机构设置不合理、沟通信息不畅等影响,项目管理组织信息不对称造成施工方案变更频繁、信息投资增加现象众多。用BIM技术协作性特征能够及时处理施工建设前期、模型构建期间的问题。发挥系统管理作用,构建数据库数据模型,形成自动推演,使复杂问题简单化,立体效果平面化、剖面化,收到优化管理流程、提高协调效率的良好效果。

1.3BIM优化性技术特征

机场道路工程建设项目投资大、社会影响大,对工程技术要求高。BIM技术通过模型输入现实项目数据,将工期质量技术等信息通过成本参数进行控制调整,对建筑外观形状、内部空间结构几何尺寸进行精准预测,为客观完整制定施工方案、优化项目组织运行达到最佳效果。机场道路工程建设应用BIM技术的优势体现在:借助建筑参数建设模型,对项目策划、组织运行、使用维护全生命周期内要素进行统筹整合,利用信息网络系统实现资源共享,通过数据库对工程建设数据在使用者之间做出准确传输,为设计团队、运营单位、业主,以及施工各方协同合作、提高效率、节约成本、控制工期发挥重要作用。

2.基于BIM的机场道路工程智慧施工应用研究

2.1优化施工方案

BIM技术在机场道路工程施工中的应用,能有效优化机场道路工程施工方案,为机场道路工程施工提供更加准确、科学、可靠的施工数据。通过对施工数据进行整理、分析,能有效提高机场道路工程的施工效率与质量,从而为机场道路工程的顺利实施提供有力保障。首先,利用BIM技术对机场道路工程施工方案进行优化,能为施工方案的确定提供更加准确的数据依据。通过对施工方案进行设计、模拟、计算,能在一定程度上减少施工中可能出现的错误。在BIM技术环境下,利用Revit软件进行建模,通过对模型数据进行分析、调整和优化,可以为设计人员提供更加准确的施工方案,避免由于设计不合理而造成的错误。其次,在BIM技术环境下,利用Civil3D软件对机场道路工程进行设计模拟,通过对设计图纸进行分析和研究,可以在一定程度上提升设计人员的设计能力与水平。对机场道路工程实际施工情况进行模拟、分析和研究,可以为机场道路工程设计人员提供更加准确、可靠的实际施工数据。最后,利用BIM技术对机场道路工程设计图纸进行优化,还可以避免由于设计失误而造成的质量问题和安全隐患。对施工过程中可能出现的问题进行模拟分析和研究,能在一定程度上提升机场道路工程施工方案的合理性与科学性。

2.2BIM3D技术交底

使用BIM3D进行技术交底,可以优化施工顺序和工艺指引。采用BIM可视化技术辅助交底,现场实际与BIM模型对比检验等方法,提升工程现场质量管理水平。此外,还利用BIM建设管理平台对质量和安全文明进行了控制,在工地上发现的任何问题,都可以通过BIM平台进行处理,平台会按照事先设定的程序,在规定的时限内对整改人员进行整改,而监理则负责跟踪,直到整个整改过程结束。这就为工程施工提供了海量的、可追踪的信息。与此同时,在BIM模型中,可以更加直观地计算出各种特殊的交错情况,提前和管线产权人商量,将交叉节点的做法固定下来,在这个基础上,对各个专业团队的进场时间进行合理的安排,减少返工。比如,在管线密集的路口,利用BIM技术,提前排布施工时序,按照路面结构层的施工顺序,将每条管道的进入时间对应地排出。

2.3碰撞检查

机场道路工程在施工过程中,常出现主体工程结构与钢筋的碰撞、主体工程与附属工程的碰撞、预留管道位置不合理等现象。按一般流程,碰撞问题需经施工人员在施工过程中发现问题,反馈设计单位,再经设计单位核实并变更设计后,出具正确施工图文件,指导施工单位正常施工,碰撞问题影响了正常的施工进度。利用BIM技术,在设计模型中运用碰撞检查,在设计阶段通过碰撞核查,查询问题并修正设计,提前消除设计可能存在的漏洞,在设计阶段排除所有可能的问题,避免施工阶段因设计碰撞漏洞影响正常施工进度。此外,针对复杂的路线互通交叉工程,利用BIM建立互通立交三维模型,通过模型检查各交叉路线的位置关系,确定主线、匝道相互交叉(上跨或下穿)的合理性设计。同时,运用BIM技术建立复杂互通立交的三维模型,并结合实景地形,真实反映互通立交工程之间的交叉关系,便于行业新手快速了解工程实貌。利用三维可视化优势,改变传统利用二维图纸辨识立体交叉关系的学习方式,提高学习效率。利用三维BIM模型,设计者清晰直观了解工程方案,提高设计水平。

2.4施工进度管理

在实际管理环节,因为专业软件的模块功能有限,所以大部分系统均无法进行自动组织与运行进度管理,大多数工作仍需要通过人工来开展,如需要手动输入、统计、调整以及发布工程施工进度的数据与信息。不仅如此,在此基础上,项目中的参建方来开展信息处理工作,而这无疑影响了进度信息的获取、收集,大大降低了进度管理效率。而利用BIM技术来实施的进度管理则能够有效解决普通进度管理中所存在的不足,转变了以往进度信息管理的滞后、孤岛、隔离与封闭等问题。基于BIM技术的进度管理能够模拟施工过程与进度,并能模拟预演工程中的重点与难点内容,从而能够在事前找出并分析施工质量问题。此外,还能够模拟各个专业相同区域的交叉流水施工,科学安排施工工序,有效精简施工组织协调工作。BIM能通过模型的应用为作业分配提供科学依据。其中一项较为重要的工程量即进度安排,通常来说此项工作均是采取手工编制的方式来进行,然而此种方法不但精确度不高,并且极为复杂繁琐。而利用BIM技术则能够有效简化该项工作,利用该项软件来对数据进行统计,能够给将实际施工环节各个阶段实际需要的材料数量,并且根据企业实际施工水平、计价定额与规范来将实际需要的机械设备数量、材料数量以及劳动人员数量计算出来。为确保工程质量和工程进度,施工方在施工过程中应充分采用现代化的机械设备进行施工,做到施工在施工过程中能够密切配合,互相协调的完成此项工程;根据整个标段土石方量的分布情况,采用多个工作面,使整个工程形成纵向分段、同步作业;竖向平行、交叉的流水作业。土石方工程施工要实现装、运、平、压、检一条线的机械化配套流水作业方式。

2.5施工成本管控

在道路工程的施工阶段,BIM技术可用于节省时间和降低成本。通过三维可视化建模、三维技术与智能机械设备相结合,可以在施工过程中指导施工人员实现更高效的工作。通过BIM+智慧工地,可以管理项目中的人员、机械、物料、施工工法、环境监测等领域,确保了工程范围的准确性和对工程的过程监控。BIM技术可以使设计人员、施工人员之间进行更好的交流和共享,确保数据在设计和施工过程中的准确性和及时性。同时也可以大大降低工程中重复建模的情况,从而减少了工程成本和时间。在施工过程中随着作业面、材料种类、参与人员的增加,产生大量难以处理的施工过程数据,为解决这一问题,可以利用BIM模型对施工的物料、造价等数据进行估算和科学管理,在Revit中,将所有的钢筋数量以及所需混凝土吨数以编程的形式添加进桥梁构件的属性中,随着自适应族的变化,钢筋的数量以及混凝土吨数也会随之改变,避免人工计算的错误,大大提高计算效率。在施工过程中,利用BIM技术的信息集成、模拟分析、三维呈现、空间定位等优势,实现了施工过程中的施工信息归集、进度推演与延期提醒、施工安全远程监控、BIM算量与成本快速估算等智慧施工应用。利用BIM模型和数据还可以进一步支持施工现场移动巡检、质量监测分析、重点工序远程督查、数据超限超标报警、数据跟踪查询,辅助支持施工安全检查、进度控制和工程监理施工管理。

2.6BIM技术在施工阶段的应用

BIM建设的重要成果主要体现在施工建设质量行程过程中。施工现场管理要最大限度展示BIM模型直观展示的效果,为现场施工管理技术人员、岗位操作员工全面生动直观了解施工立体构造、平面布局提供条件。以此为基础,对现场安装平面图设计、材料布局摆放、机械设备利用进行系统协调。施工阶段要遵循组织方案、借助模拟系统,将施工工艺流程、关键工序衔接、时间节点控制、大型复杂构件运输吊装环节,进行反复模拟,形成最佳施工组织。BIM技术在进度管理方面,要根据总体施工安排利用时间管理工具,增加时间维度、效益维度、成本维度的密切联系。施工计划进行动态管理,为节省工作时间保证后续工作顺利开展提供便利,防范工期延误,造成合同违约成本增加。在质量与安全管理方面,要将此环节作为应用BIM技术的重中之重。通过施工视频分析、相关影像资料分析比对,自动形成质量通病的处置措施。

2.7实现项目的智慧施工和科学管理

①安全管理.针对该项目施工现场的安全防护要求,技术人员利用BIM技术对现场塔吊、脚手架、模板等的布置进行了优化设计,基于模型可视化功能进行三维模拟交底,让安全管理人员及作业人员更清楚、直观地认识到临边洞口的分布位置,使安全管理更加方便、简单,同时也为施工方案编制提供了技术支持,保证了现场施工安全。②技术管理技术人员利用BIM技术进行施工全过程的虚拟模拟,动态、直观掌握施工进度及各分部分项工程施工穿插的合理性,不断优化施工方案;利用模型横切竖剖功能,进行三维技术质量及安全交底,加强施工人员对施工工艺、质量要求及危险源的直观认知,消除了安全隐患,避免了现场返工。针对该项目钢结构及外装节点施工难度大的特点,技术人员运用BIM技术建立模板、脚手架三维模型,实施三维可视化技术交底,让管理人员和作业人员快速辨识高大模板、直观地了解搭设方案及搭设效果。同时,管理人员利用三维模型有效审阅并校对模板和脚手架施工图中存在的设计缺陷,减少项目变更与修改,提高了施工过程管理与质量验收的效率。

结语

BIM技术在机场道路工程的应用,利用三维可视化、参数信息化等功能在工程项目的应用,提高了设计质量和管理水平,同时,以BIM模型为载体,在“新工科”背景下,智慧道路的推广实施,依托BIM三维可视化实现了新的信息化管理形式,大大提升了传统二维图纸化时代的生产力,也为机场道路工程的进一步发展奠定了基础,为行业新技术的发展提供了可能。

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