玉田
(青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院 山東 青島 266033)
BIM技術(shù)應(yīng)用探索
王曉王玉田
(青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院山東青島266033)
目前,土木領(lǐng)域已進(jìn)入信息化時(shí)代,由CAD繪圖發(fā)展至BIM三維模型,并成功應(yīng)用于建筑、橋梁、地下工程等領(lǐng)域,提高了工程質(zhì)量精度,降低了工程成本。本文總結(jié)前人研究成果,并提出當(dāng)前我國BIM技術(shù)應(yīng)用存在的一系列問題以及對(duì)BIM技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
BIM技術(shù);建筑;橋梁;地下工程;可持續(xù)發(fā)展
近年來,隨著我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,基礎(chǔ)建設(shè)需求量越來越大,一些特大跨海大橋、超高層建筑、深基坑開挖支護(hù)等項(xiàng)目如雨后春筍,就目前施工階段來看,工程技術(shù)人員依然通過二維圖紙進(jìn)行安全技術(shù)交底,若結(jié)構(gòu)復(fù)雜勢(shì)必會(huì)造成施工難度加大,不確定因素增加,這就直接導(dǎo)致施工成本加大,不利于土木行業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。而BIM技術(shù)的引入恰好彌補(bǔ)這一缺陷,三維可視化效果給技術(shù)人員帶來便利,避免造成指導(dǎo)性失誤。
BIM,建筑信息模型(Building information model)已然成為當(dāng)下土木行業(yè)的熱點(diǎn),是由二維圖紙轉(zhuǎn)化三維立體模型的變革,為技術(shù)人員呈現(xiàn)出建筑直觀效果,避免出現(xiàn)嚴(yán)重工程質(zhì)量事故。參數(shù)化設(shè)計(jì)的引入更能快速修改不合理之處,達(dá)到“牽一發(fā)而動(dòng)全身”效果。
目前,BIM軟件研發(fā)的功能主要為建筑領(lǐng)域服務(wù),在建筑領(lǐng)域應(yīng)用已初具規(guī)模,主要以Revit軟件作為核心建模軟件,而該軟件應(yīng)用在橋梁方面卻具有一定局限性,主要體現(xiàn)在曲線面模型的建立;橋梁方面的軟件較少,主要有Rhino、civil 3D、Bentley等軟件,更重要的是橋梁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其應(yīng)用具有較大局限性。當(dāng)前研究陳國主要體現(xiàn)在參數(shù)化設(shè)計(jì)、橋梁設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、與有限元軟件對(duì)接等。
董耀文等以樂清灣大橋?yàn)槔褂肦evit軟件,通過參數(shù)化設(shè)計(jì)勁性骨架、主塔鋼筋、鋼錨箱、索鞍BIM模型,剖析了參數(shù)化設(shè)計(jì)流程,闡述了參數(shù)化設(shè)計(jì)的重要作用。
李亞軍將BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁運(yùn)營階段,闡述了基于BIM技術(shù)的橋梁運(yùn)營管理較傳統(tǒng)管理的優(yōu)越性,節(jié)省了運(yùn)營成本,提高了工作效率;以港珠澳大橋?yàn)槔?,將BIM技術(shù)成功應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)控制、電子巡檢養(yǎng)護(hù)、結(jié)構(gòu)健康評(píng)估方面,為橋梁BIM技術(shù)在運(yùn)營方面指引了方向。
李楚俊等分別在橋梁設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理三方面論述了各參建方對(duì)BIM技術(shù)的需求,并根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀,提出需待解決的問題。在設(shè)計(jì)方面,需要培養(yǎng)自己打BIM研發(fā)團(tuán)隊(duì),開發(fā)各軟件之間的數(shù)據(jù)接口連接,讓設(shè)計(jì)人員充分了解BIM技術(shù);在施工方面,BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象主要為基層技術(shù)人員,但基層人員的BIM知識(shí)較為匱乏,BIM技術(shù)應(yīng)用程度不高;在監(jiān)理方面,監(jiān)理從業(yè)人員對(duì)BIM技術(shù)不熟悉,應(yīng)用難度大。
王菊等以海珠大橋主橋?yàn)槔瑢IM模型與有限元分析模型相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了在不同軟件下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化,避免了傳統(tǒng)軟件接口不兼容的問題,進(jìn)一步驗(yàn)證了BIM技術(shù)在橋梁領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
王熊鈺通過軟件的API接口編寫程序,打通了BIM建模軟件與有限元分析軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接口,將橋梁BIM模型導(dǎo)入有限元軟件,對(duì)加固后的主橋模型進(jìn)行動(dòng)力和穩(wěn)定性分析。
就當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用狀況來看,建筑方面的應(yīng)用更加成熟,像Revit軟件主要針對(duì)于建筑來開發(fā)的,它涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè),橋梁及其他領(lǐng)域并不成熟。在建筑領(lǐng)域BIM技術(shù)更加趨于精細(xì)化,能更好地銜接設(shè)計(jì)與施工兩階段,為建筑施工階段保駕護(hù)航,有效控制工程成本,降低工程返修機(jī)率,提高工程質(zhì)量。
龍文志闡述了BIM技術(shù)的概念、核心理論,以及應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì),介紹了BIM案例,提出我國建筑行業(yè)應(yīng)盡快推進(jìn)BIM技術(shù)發(fā)展。
楊震卿等將BIM技術(shù)成功應(yīng)用于北京綠地中心工程,該項(xiàng)目為超高層建筑,總結(jié)了一套以BIM為核心的設(shè)計(jì)與管理流程,提高了設(shè)計(jì)精度,出色地完成了工作。
孫成雙等對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用能力做了總結(jié),分析BIM主要軟件,提出了妨礙BIM技術(shù)發(fā)展的主要問題并給出相應(yīng)的建議,指明了BIM發(fā)展研究的方向。
劉占省等總結(jié)了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目管理等方面的功能和應(yīng)用,闡述了我國BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展需求,并提出一定的建議。
吳偉等以彩虹灣項(xiàng)目為例,分析了裝配式建筑的特點(diǎn),研究了項(xiàng)目構(gòu)件設(shè)計(jì)、加工、組裝、信息集成管理,BIM技術(shù)為項(xiàng)目提供了便利的平臺(tái),保障項(xiàng)目順利進(jìn)行。
周文波等以實(shí)驗(yàn)樓為例,將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑,探索BIM技術(shù)應(yīng)用的過程和價(jià)值,進(jìn)一步提出裝配式建筑的今后發(fā)展方向。
張春霞闡述了我國BIM技術(shù)在軟件開發(fā)、技術(shù)支持、用戶、高校等層面的發(fā)展現(xiàn)狀,提出BIM技術(shù)在軟件設(shè)計(jì)、業(yè)主、軟件公司、政府等領(lǐng)域存在的阻礙,針對(duì)現(xiàn)狀阻礙,提出今后的展望和建議。
周春波介紹了BIM技術(shù)的概念,闡述了BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值,以及在企業(yè)層面上所存在的問題,今后如何在施工企業(yè)開展BIM技術(shù)應(yīng)用。
李陽等以青島某寫字樓為例,引入BIM技術(shù),對(duì)模板建立三維可視化模型,能更清晰地對(duì)工人進(jìn)行安全技術(shù)交底,解決了施工中所存在的問題,進(jìn)一步探索了BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域成熟地應(yīng)用。
查閱大量文獻(xiàn),鑒于三維軟件的局限性,BIM技術(shù)應(yīng)用于地下工程的研究較少,主要用于基坑施工模擬、監(jiān)測(cè)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,就當(dāng)前現(xiàn)狀來看,BIM技術(shù)在地下工程的應(yīng)用研究空間巨大。
管昌生等運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)泵站基坑進(jìn)行研究,結(jié)合BIM與有限元分析,做可視化模擬,優(yōu)化了施工方案,探索了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值。
路耀邦等以大石壩車站為例,運(yùn)用BIM技術(shù),對(duì)車站三維施工模擬、檢查碰撞、工程量計(jì)算等進(jìn)行了應(yīng)用研究,研究表明,通過BIM技術(shù)可以有效降低施工成本,提高了施工質(zhì)量,此外提出了運(yùn)用過程中存在的問題,最后對(duì)BIM技術(shù)運(yùn)用于地下工程做出了展望。
吳清平等將BIM技術(shù)運(yùn)用于上海SOHO天山廣場(chǎng)超大深基坑施工中,做出基坑三維可視化模擬,模擬施工進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,從而在施工中采取有效預(yù)防措施。
任江等闡述了地下空間開發(fā)的現(xiàn)狀、特點(diǎn),結(jié)合BIM技術(shù),討論了目前存在的問題,對(duì)地下空間開發(fā)做出了展望。
邢民等將BIM技術(shù)應(yīng)用于沈陽九號(hào)線沈蘇西路地鐵車站,建立三維可視化模型,優(yōu)選出更加合理的施工方案,通過這個(gè)實(shí)例更進(jìn)一步證明BIM技術(shù)在地下工程項(xiàng)目的應(yīng)用前景依然巨大。
蘇藝等將BIM技術(shù)引入地鐵中機(jī)電項(xiàng)目的安裝,闡述了BIM技術(shù)在該項(xiàng)目的思路和效果,對(duì)我國BIM技術(shù)在地鐵項(xiàng)目機(jī)電安裝進(jìn)程具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值。
BIM技術(shù)為各參建方提供一個(gè)信息共享的平臺(tái),減少信息冗余,加快信息交流,保證各參與方得到的信息數(shù)據(jù)一致,避免出現(xiàn)分歧。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為技術(shù)人員指導(dǎo)施工提供便利,為工程節(jié)省了大量成本,提高了工程質(zhì)量,避免造成嚴(yán)重的工程事故,為施工階段保駕護(hù)航,已然成為土木行業(yè)中的熱門。
我國BIM技術(shù)在橋梁、建筑、地下工程已應(yīng)用較為成熟,但BIM技術(shù)依然存在一系列問題,今后需要解決的問題包括:軟件間格式互導(dǎo)、專業(yè)橋梁、建筑、地下工程BIM軟件的研發(fā)、提高模型配筋軟件水平,以及在設(shè)計(jì)方面還需加強(qiáng)3D環(huán)境下的模型設(shè)計(jì)、優(yōu)化出圖等;高校應(yīng)重視BIM專業(yè)人才的培養(yǎng),較好地與企業(yè)工程項(xiàng)目銜接;更重要的是,呼吁政府出臺(tái)相關(guān)政策,為BIM技術(shù)發(fā)展保駕護(hù)航,完善相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范,由理論走向具體實(shí)踐,達(dá)到土木行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。
[1]李亞君.BIM技術(shù)在橋梁工程運(yùn)營階段的應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué),2015.
[2]張楚俊,龔小雙.BIM技術(shù)在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J].交通科技,2017,(01):97-99.
[3]王熊玨.基于BIM的橋梁結(jié)構(gòu)加固與改造技術(shù)及有限元分析[D].湖北工業(yè)大學(xué),2016.
王曉(1990-),男,碩士研究生。