BIM技术在土木工程施工中的应用
禹里 何安阳
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禹里 何安阳,. BIM技术在土木工程施工中的应用[J]. 中国土木工程,2022.12. DOI:10.12721/ccn.2022.157111.
摘要:
BIM技术属于高新技术,在工程管理的不同阶段内应用,能够在材料分配、人员协调等方面提高工作效果。在BIM技术支持下,工程可以得到可靠数据,这些可靠数据能为施工管理措施的确定提供参考,最后提高各项措施的有效性,帮助工程实现成本节约目标,让工程质量得以提升。
关键词: BIM技术;土木工程;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157111
基金资助:

1导言

在我国经济不断发展的过程中,数字化以及信息化是土木工程落实阶段比较关键的特征。且需要注意的是时代背景本身就会对各行业的发展产生影响。到目前为止BIM技术几乎已经成为土木工程整体落实阶段必不可少的技术,不仅能够改善传统施工阶段可视化不足的问题,还能为工程与设计图纸的相符程度提供稳定保障。

2 BIM技术的特点

2.1 BIM技术具有可视化特点

BIM技术具有可视化特点体现在其技术应用的精密程度,对于构造出的模型信息完全可以实现立体化。同时所有设计误差在模型的可用精度范围内完全可见,该模型有助于识别设计中可能存在的问题,如建设单位的施工要求与设计结果之间的冲突,建筑设计空间冲突和不同专业模型的缺陷,以及缺乏建筑规划等问题。在BIM环境中,构建信息模型的可视化结果不仅局限于结果和报告,还为跨部门和多方的沟通创造了平台,在项目建设的各个阶段进行沟通并做出决策。

2.2 BIM技术具有协调性特点

在设计过程中,不同专业的设计师往往沟通不畅,导致不同专业之间的冲突。特别是在给排水规划中,与暖通空调、给排水、强弱电、消防等或多或少会有冲突,BIM施工信息模型可以在施工初期协调不同专业之间的冲突并生成报告,这有助于设计师在施工前进行相关问题的解决。

2.3 BIM技术具有模拟性特点

在土木工程施工项目全周期中,应用BIM技术的模拟性可以将即将建设的建筑物进行模型建设,同时还可以对一些虚拟化的场景事物进行模拟操作。例如在设计阶段可利用BIM技术的模拟性特点进行节能模拟、紧急疏散路线模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在施工阶段可以利用BIM技术的模拟性特点进行拟建建筑物施工进程模拟;在运营阶段可以利用BIM技术的模拟性特点进行人员日常紧急情况避险模拟演练,如地震逃生及消防疏散等。

2.4 BIM技术具有可优化性特点

在土木工程施工项目全周期中,施工过程伴随着优化过程。BIM技术可以基于自身技术的优越性,高效快捷的对设计、施工、运营过程进行优化。在项目施工过程中因接收的工程信息量巨大且复杂多样,此时利用BIM技术可对接收到的相关信息进行优化,化繁为简,同时节省出大量的时间。随着科学技术的发展,现如今土木工程施工建筑越来越复杂,其中包含的工程信息量也越来越多且复杂多样,运用BIM技术的可优化性特点,人员工作效率也大大提高,摒弃了过去复而BIM技术能很好的提高信息量,将复杂问题简单化,同时能节省时间。

3 BIM技术在土木工程施工中的应用

3.1工程建设信息化模型的建设

BIM技术在土木工程施工建设中的首要应用环节便是相关工程模型的建设,并且可以将包括主体结构、机电设备、内外装饰工程等材料的各专业模型分别建立,为后续的各施工环节施工以及总体分析提供可靠的数据和信息支持。以BIM技术为基础形成的土木工程三维模型并非是一种纯粹的工程三维模型,其中也包括了构件对象和非构件对象的相关数据信息,最终能够形成与工程实际设计意图完全一致的工程数据信息库。在使用BIM技术建设土木工程三维立体模型的过程中,相关人员需要优先划分不同专业模型的工作集,为后续的数据处理提供相应支持,并且使用不同颜色进行工作集的标注。出于相关人员都能够及时调用各项工作集数据的考虑,需要设计人员针对不同专业的工程模型进行针对性的命名。模型精度则需要结合工程设计质量和数据精度方面的要求,根据目前标准的相关级别进行设定。考虑到BIM数据信息在长时间工程建设过程中的精准性要求,需要相关人员落实三维工程模型方面的更新和维护工作。工程设计变更或者是其他形式需要进行的工程信息修改,需要相关人员在5天之内进行模型更新,对于工程中需要进行重大修改的部分则需即刻实现工程模型信息更新。通常而言,BIM技术下的工程一体化模型需要每60天进行一次更新。以BIM技术为基础形成的土木工程模型能够直观体现工程设计的基本形状和空间分布,同时土木工程各个施工部分可以随意进行放大和缩小。相关人员可以结合具体需求将不同部件的数量、尺寸、材料等信息进行调用,为后续工程施工提供了极大的便利。

3.2工程的模拟施工及碰撞检查

以BIM技术为基础落实的土木工程施工工作,可以通过虚拟施工图以及动态视频动画等技术的引入,将工程建设的具体过程进行模拟,确保相关人员能够在提前发现施工环节问题的前提下,对后续的施工操作进行优化。技术人员可以借助施工进度模拟软件,对土木工程建设过程中任意场景和场地中的模型进行关联处理,BIM技术也能够与原定的工程施工进度计划进行连接,最终形成动态化的工程虚拟施工视频,为后续的施工进度管理进行优化。在土木工程施工建设管理工作中,4DBIM模型的引入能够将各个过程的施工环节进行动态化展示,借助不同施工专业之间的碰撞检测,在分解不同施工结构的前提下,对通过审核的施工方案进行调整,避免后期因为施工返工带来的资源浪费现象。工作人员也可以通过利用工程虚拟模型中的进度以及计量数据,对后续的施工工序进行安排和协调,达成既定的工期目标。可视化作为BIM技术的基本特征,能够有效的解决二维平面图纸设计观察过程中的各种不足,通过碰撞检查以及优化能够在施工之前发现存在于各个施工专业之间的冲突。以目前土木工程施工的碰撞检查看来,通常是需要结合软件检查和人工检查两种方式,在全施工专业碰撞检查工作的过程中,BIM模型的应用可以对不同专业的数据信息进行检测,结合检测报告形成优化后的管线分布方案,并实时进行管线标高数据方面的调整。

3.3施工阶段的工程造价及质量管理

在工程施工管理工作阶段中,技术人员可以借助BIM技术进行施工环节信息的收集,为后续施工需要解决的造价管理和控制问题提供完善的数据支持。但需要注意的是,技术人员需要借助API接口完成成本、费用计费软件和BIM技术平台之间的连接,随后需要使用开放性质的ODBC数据与BIM技术模型进行连接,优化各项造价管理工作。为了进一步提高后续造价管理工作的效果以及稳定性,相关人员需要掌握有关Excel文件的各种使用技巧,确保BIM技术计算得出的各项数据计算结果能够完整导出。

3.4工程内部空间的虚拟再现

以BIM技术为基础所形成的土木工程建设模型,同样可以为参与工程建设的各个单位提供信息共享和交流平台。BIM技术可以和VR技术联合使用,进一步提高土木工程模型的可视性,将建筑工程内部的构造进行全面展示。BIM技术和AR技术的联合应用可以通过漫游、模拟、渲染为人们带来视觉上进入建筑物空间内部游览的错觉。相关人员在佩戴VR眼镜之后,施工和管理人员能够将不同部分的构件信息进行查看,进一步落实可视化的技术交底以及方案论证,工作效率和质量能够明显提高。在进入工程施工阶段之后,现场视频监控系统和BIM技术的联合应用能够将施工现场的各项信息进行快速获取和上传,实现施工工序和相关资源的合理安排,最大程度的降低工程建设中的时间和资金投入。

4结束语

总之,在科技飞速发展的今天,传统建筑工艺存在许多弊端,已无法融入当今社会的发展潮流,而BIM的技术应用可以有效解决许多相关问题。BIM技术通过建立BIM实体模型,利用BIM技术仿真模拟工程施工的方法,保障土木工程的施工。建筑企业可以根据自身施工项目的特点,结合自身情况,合理选择应用BIM技术。

参考文献

[1]何鑫,徐祎鸿.分析BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].名城绘,2019,(5):551.

[2]崔学忠.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].中国建材科技,2019,28(1):108-109.

[3]王宁,王兴国,张玉敏,等.BIM技术在土木工程专业人才培养中的应用探讨[J].华北理工大学学报(社会科学版),2019,98(4):96-100.

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