BIM技術(shù)具有三維可視化、數(shù)字化和信息化等特點(diǎn),在我國(guó)建筑業(yè)已被廣泛應(yīng)用。團(tuán)結(jié)特大橋項(xiàng)目體量大、技術(shù)難度高，在質(zhì)量、安全、成本、進(jìn)度、環(huán)保等方面有很高的要求。因此，在項(xiàng)目施工階段使用BIM技術(shù)，使該項(xiàng)目在施工期間的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化，保證施工安全、合理、經(jīng)濟(jì)，以團(tuán)結(jié)特大橋BIM技術(shù)應(yīng)用為例，給其他類似項(xiàng)目提供相關(guān)應(yīng)用參考。

BIM模型精度按需分類

為保證BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段順利開展，公司組建了BIM技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，針對(duì)團(tuán)結(jié)特大橋的施工特點(diǎn)和難點(diǎn)，項(xiàng)目施工階段主要從BIM模型的建立和BIM模型技術(shù)應(yīng)用兩方面，來對(duì)BIM技術(shù)開展應(yīng)用研究。

團(tuán)結(jié)特大橋?yàn)樯铣惺戒摴芑炷�土拱橋結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、工程量巨大，將目前市面上主流的建模軟件Bently、Revit、Catia、Tekla進(jìn)行對(duì)比后，選用Tekla Structure軟件進(jìn)行主橋三維模型的建立。根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的施工圖、項(xiàng)目部編制的施工方案、鋼結(jié)構(gòu)加工制作，以及安裝方案和國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)來建立BIM模型。BIM模型應(yīng)用功能不同，其模型顆粒度也有所不同，大橋BIM精度根據(jù)需求進(jìn)行分類，見表1。

建模思路

團(tuán)結(jié)特大橋三維模型的搭建主要包括：主拱圈、拱上立柱、橋面系、交界墩、拱座，以及引橋下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求采用分批建模、分批確認(rèn)的原則，建模批次按照時(shí)間先后順序劃分為：引橋下部結(jié)構(gòu)→引橋上部結(jié)構(gòu)→主橋主拱圈→拱上立柱→橋面系→護(hù)欄等附屬設(shè)施。

搭建總體流程

1)根據(jù)施工圖對(duì)主拱圈、鋼柱、鋼梁以及橋面系等附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，并將建模過程中發(fā)現(xiàn)的圖紙問題進(jìn)行記錄并及時(shí)上報(bào)給項(xiàng)目部；針對(duì)設(shè)計(jì)院對(duì)圖紙問題的回復(fù)進(jìn)行模型修改，并對(duì)初版模型進(jìn)行碰撞校核檢測(cè)。

2)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分的細(xì)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行局部精細(xì)建模,例如對(duì)關(guān)鍵部位的鋼筋、螺栓建模,并將搭建完的模型進(jìn)行內(nèi)部審核 。

3)在項(xiàng)目開工前將完成的施工BIM模型提交給項(xiàng)目部。

4)將鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型提交給鋼結(jié)構(gòu)加工廠，輔助生產(chǎn)商進(jìn)行材料采購(gòu)及加工制作。

5)在項(xiàng)目施工過程中如有設(shè)計(jì)變更需要及時(shí)對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整并上報(bào)給相關(guān)單位。

BIM應(yīng)用精細(xì)化工作流程

對(duì)于大跨度鋼管混凝土拱橋，設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度直接影響到施工的質(zhì)量和安全。大橋施工體量大，包含上萬個(gè)構(gòu)件，其鋼結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣，且重復(fù)性低，利用傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行生產(chǎn)下料，容易出現(xiàn)尺寸偏差和相貫線吻合精度不高等問題。

構(gòu)件碰撞檢測(cè)

團(tuán)結(jié)特大橋鋼結(jié)構(gòu)工程涉及構(gòu)件眾多，同類型不同尺寸的構(gòu)件多達(dá)千種以上，其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工都需要嚴(yán)格根據(jù)尺寸要求、位置進(jìn)行精準(zhǔn)生產(chǎn)和安裝。運(yùn)用BIM技術(shù)，根據(jù)施工圖紙和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立全橋BIM模型，將創(chuàng)建好的模型導(dǎo)入到Autodesd Navisworks Manage2018中。對(duì)模型進(jìn)行碰撞檢查，可以直觀地發(fā)現(xiàn)圖紙中的潛在錯(cuò)誤，將圖紙錯(cuò)誤進(jìn)行記錄并形成問題報(bào)告，及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行圖紙問題修正，防患于未然。

工程量復(fù)核

嚴(yán)格按照施工圖建立團(tuán)結(jié)特大橋LOD300模型，利用相關(guān)軟件進(jìn)行工程量復(fù)核報(bào)告。即按照施工圖紙顆粒度、現(xiàn)場(chǎng)施工組織設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求進(jìn)行工程量的核算。

通過高精度的三維模型可以統(tǒng)計(jì)出準(zhǔn)確的工程量，由于團(tuán)結(jié)特大橋存在大量不同結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件，采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方式，效率低。利用Tekla軟件建立精確模型，可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各個(gè)不同構(gòu)件的工程量，這些工程量可以分型號(hào)、分部位進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)，將根據(jù)BIM技術(shù)得到的工程量與設(shè)計(jì)院所出的工程量進(jìn)行對(duì)比復(fù)核，發(fā)現(xiàn)相差無幾。表明利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)是可靠的，可以提高工程量的統(tǒng)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，降低設(shè)計(jì)工作強(qiáng)度，同時(shí)提升工程費(fèi)用的管理能力。而且,BIM軟件能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)整體結(jié)構(gòu)的表面積，通過BIM模型讀取表面積，大大提高了防腐費(fèi)用預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

目前，許多構(gòu)件加工企業(yè)仍然使用原始低效的AutoCAD放樣方法，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，深化設(shè)計(jì)成果的準(zhǔn)確性難以保證，其精度、準(zhǔn)確性方面不及三維數(shù)字化模型。而復(fù)雜的連接節(jié)點(diǎn)和大量的現(xiàn)場(chǎng)焊接施工，給項(xiàng)目部的現(xiàn)場(chǎng)施工帶來了許多問題。本項(xiàng)目采用Tekla Structure軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，根據(jù)施工圖結(jié)合國(guó)家規(guī)范，考慮主拱圈預(yù)拱度、焊接工藝余量等，對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)（節(jié)點(diǎn)、焊縫、螺栓）都精確建模，確保指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)廠商實(shí)際生產(chǎn)。

無人機(jī)傾斜攝影

傾斜攝影技術(shù)是在飛行平臺(tái)上搭建多個(gè)傳感器，分別從垂直方向以及傾斜方向同時(shí)對(duì)地物進(jìn)行多角度拍攝，以獲取全面豐富的地物信息。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及三維建模軟件的成熟，為合理布置規(guī)劃臨建設(shè)施，采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，對(duì)大橋周邊實(shí)際地形進(jìn)行全息掃描。通過掃描得出實(shí)景模型，建立電子沙盤；利用Civil3D軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)便道設(shè)計(jì)，為現(xiàn)場(chǎng)臨建設(shè)施的規(guī)劃提供幫助。

團(tuán)結(jié)特大橋WBS編碼

目前公路行業(yè)還沒有形成國(guó)家或行業(yè)層面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及指南，對(duì)信息模型的分解、命名及編碼規(guī)則還沒有形成統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)。本文以山區(qū)特大跨徑鋼結(jié)構(gòu)拱橋?yàn)槔�，�?duì)項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)（WBS）做初步探究。

WBS編碼作為BIM模型構(gòu)件的“身份證”，按照“項(xiàng)目標(biāo)段-單位工程-分部工程-子分部工程-分項(xiàng)工程-子分項(xiàng)工程”的原則進(jìn)行編寫，結(jié)合施工方法、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)檢單元的顆粒度進(jìn)行劃分。在進(jìn)入BIM平臺(tái)后，保證編碼與構(gòu)建“一物一碼”關(guān)系，可將橋梁的各類基本信息（圖紙、設(shè)計(jì)信息等）與模型相關(guān)聯(lián)。同時(shí)施工過程的質(zhì)量、進(jìn)度、安全信息一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行輸入，使數(shù)據(jù)具備“真實(shí)感”。同時(shí)表達(dá)也更加準(zhǔn)確，以直觀的形式展示出來。

BIM模型的信息化應(yīng)用

模型創(chuàng)建完成后，以三維模型為載體,利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及多終端技術(shù)，研發(fā)了山區(qū)特大跨徑BIM協(xié)同管理平臺(tái),將上述編碼信息附加到模型上，并將模型屬性與模型編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行一一關(guān)聯(lián)。模型屬性包含模型的相關(guān)信息,例如模型的二維圖紙、工程、質(zhì)量及工序報(bào)檢信息、安全問題整改信息以及班前教育情況。將屬性與編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)后,點(diǎn)擊模型對(duì)象即可彈出屬性信息,方便用戶查閱。在編碼與構(gòu)件一一對(duì)應(yīng)的情況下,開發(fā)了鋼結(jié)構(gòu)智能制造可視化管理、質(zhì)量安全管控、施工監(jiān)控可視化數(shù)據(jù)查詢等功能模塊。

通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以有效防止、解決項(xiàng)目施工階段出現(xiàn)的問題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的可預(yù)測(cè)性和可控制性。利用BIM技術(shù)對(duì)大橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維精細(xì)化建模，通過模型三維可視化特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件碰撞檢查，將發(fā)現(xiàn)的問題快速反饋給設(shè)計(jì)單位，讓設(shè)計(jì)單位快速進(jìn)行修正，防患于未然。

通過Tekla軟件對(duì)大橋鋼結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行深化設(shè)計(jì),項(xiàng)目管理人員在基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)的過程中，可以提前預(yù)測(cè)施工過程中可能出現(xiàn)的問題，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的管理，助力實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)增效、降本溯源”。形成了一套針對(duì)鋼管混凝土拱橋利用Tekla軟件進(jìn)行建模的思路和技術(shù)路徑，有一定參考意義。

盡管本項(xiàng)目采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)得到了實(shí)景三維模型，但傾斜攝影采集的數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)處理時(shí)間長(zhǎng)，在數(shù)據(jù)處理方面仍有待提高。并且模型輕量化進(jìn)入平臺(tái)以后顯示精度有所下降，沒能展示出最好的原始地形、地貌和地物。仍需進(jìn)一步挖掘三維精細(xì)化模型的應(yīng)用點(diǎn)，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的價(jià)值所在。