1 BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年BIM技術(shù)在提高道路橋梁綜合管理效率方面效果明顯，特別是在新加坡、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家。國(guó)內(nèi)的BIM技術(shù)發(fā)展起步較晚，但得益于國(guó)內(nèi)工程建設(shè)體量大、發(fā)展速度快，為BIM技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用及推廣提供了良好的條件。早在2007年，美國(guó)政府就明確規(guī)定達(dá)到招標(biāo)級(jí)的大型項(xiàng)目必須采用BIM技術(shù)，最低標(biāo)準(zhǔn)為BIM模型展示。新加坡采用清除BIM應(yīng)用障礙的方法推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)，解決了BIM在應(yīng)用過(guò)程中材料庫(kù)和構(gòu)件庫(kù)不足的問(wèn)題，于2010年完成了道路橋梁、結(jié)構(gòu)專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)BIM模板，全面推行全壽命造價(jià)BIM應(yīng)用，并開(kāi)始強(qiáng)制在大型工程中使用[1]。從美國(guó)和新加坡等國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣來(lái)看，BIM技術(shù)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)應(yīng)用比較廣泛，而且研究比較深入，已經(jīng)從原來(lái)的模型研究發(fā)展到BIM共享平臺(tái)、EPC 項(xiàng)目總承包商對(duì)項(xiàng)目成本和進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤與控制、全壽命周期中各構(gòu)成要素對(duì)進(jìn)度與收益的影響的深層次研究。目前，國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的研究還處于發(fā)展階段，在建筑工程設(shè)計(jì)和施工方面運(yùn)用相對(duì)較少，有待進(jìn)一步提高。

2 橋梁施工存在的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 作業(yè)人員安全意識(shí)淡薄

2.1.1 作業(yè)人員中農(nóng)民工占大多數(shù)，并且他們學(xué)歷普遍偏低、技術(shù)水平有限，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)不到位，對(duì)安全管理不重視，易引起安全事故。

2.1.2 施工人員嫌安全防護(hù)措施妨礙施工，比如高處作業(yè)以佩戴安全帶影響行走為由不佩戴安全帶、私自拆除現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)等，時(shí)常懷著僥幸心理在比較危險(xiǎn)的地方施工作業(yè)，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

2.1.3 施工人員對(duì)安全操作規(guī)程，臨邊防護(hù)等安全防護(hù)知識(shí)缺乏了解，需要防護(hù)的地方?jīng)]有防護(hù)，私拉、雜亂布置用電線路，不按照安全操作規(guī)程施工，只憑自己的施工經(jīng)驗(yàn)辦事，使安全工作要求落實(shí)不到位。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管力度不足

在橋梁施工過(guò)程中，施工會(huì)受到工藝流程和生產(chǎn)程序的影響，如果安全防護(hù)措施在各專業(yè)和各工種間沒(méi)有按照合理的施工順序進(jìn)行布置，就容易發(fā)生安全事故；同時(shí)施工地點(diǎn)的固定性，限制了工人生產(chǎn)活動(dòng)的空間，一旦發(fā)生安全事故后果就會(huì)比較嚴(yán)重。由于橋梁工程施工線長(zhǎng)，生產(chǎn)施工具有流動(dòng)性，露天作業(yè)和高空作業(yè)點(diǎn)多，施工現(xiàn)場(chǎng)難以做到全封閉管理，日常安全監(jiān)管難以全方面覆蓋，安全監(jiān)管容易出現(xiàn)漏洞。因此，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)必須形成強(qiáng)有力的安全監(jiān)管。

2.3 機(jī)械設(shè)備管理不到位

橋梁機(jī)械設(shè)備可分為工程機(jī)械、養(yǎng)護(hù)機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械三類，在橋梁施工管理時(shí)常常存在“重使用、輕管理、淺保養(yǎng)、缺協(xié)調(diào)”的問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)施工班組的機(jī)械設(shè)備大多采用租賃模式，出于對(duì)自己的經(jīng)濟(jì)利益考慮，在追求進(jìn)度、效益時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行管理和維修保養(yǎng)不夠到位。不同班組同時(shí)進(jìn)行施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備集中度高、協(xié)調(diào)性差，缺少統(tǒng)籌安排使用，現(xiàn)場(chǎng)管理者難以把控，極易發(fā)生交叉作業(yè)，導(dǎo)致機(jī)械傷害等安全事故的發(fā)生。

3 BIM技術(shù)在橋梁工程施工的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在橋梁施工前期準(zhǔn)備中的應(yīng)用

在橋梁施工籌備前期，可利用三維模型實(shí)現(xiàn)可視化技術(shù)碰撞檢驗(yàn)。在傳統(tǒng)橋梁工程施工圖紙中，各專業(yè)內(nèi)容分離，管線間接碰撞很難發(fā)現(xiàn)。利用BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑信息化模型，可將碰撞點(diǎn)詳圖、碰撞構(gòu)件ID、碰撞數(shù)量等詳情主動(dòng)顯現(xiàn)出來(lái)；還可使用BIM技術(shù)檢測(cè)機(jī)械與結(jié)構(gòu)間、機(jī)械間、操作空間等在施工進(jìn)程中的碰撞情況，將承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等性能參數(shù)計(jì)算出來(lái)，做出整體及其局部的細(xì)化處理[2]。

橋梁工程施工周期長(zhǎng)，其圍堰、棧橋、鋼筋加工場(chǎng)以及材料堆場(chǎng)等需要在建筑現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)建設(shè)，空間狹小且材料分布密集，一旦遭遇特殊情況就非常擁堵，借助BIM技術(shù)可創(chuàng)建直觀、形象的施工現(xiàn)場(chǎng)三維布置圖，從而節(jié)約費(fèi)用、減少風(fēng)險(xiǎn)，保證橋梁施工質(zhì)量[3]。

3.2 BIM技術(shù)在橋梁施工過(guò)程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在橋梁施工應(yīng)用的主要方面是施工技術(shù)、施工材料、建造信息資料等。通過(guò)建立施工材料質(zhì)量信息BIM平臺(tái)，將過(guò)往紙質(zhì)替換成電子施工信息，及時(shí)實(shí)現(xiàn)信息共享，更好地使建設(shè)單位或監(jiān)理人員對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行審核，增強(qiáng)質(zhì)量管控[4]。BIM技術(shù)還可采用分類管理方法進(jìn)行質(zhì)量信息管理、施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程控制動(dòng)態(tài)管理等。以下為BIM技術(shù)在橋梁施工過(guò)程中的具體應(yīng)用。

3.2.1 施工進(jìn)度把控

在橋梁施工進(jìn)度管理中，傳統(tǒng)方法重點(diǎn)應(yīng)用的是甘特圖、單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖、時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖等，它們的展現(xiàn)方式不具體，缺乏針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的優(yōu)化與控制；而且容易因施工管理者欠缺能力，難以發(fā)現(xiàn)工期計(jì)劃缺陷，導(dǎo)致工期順延。使用BIM技術(shù)虛擬施工技術(shù)優(yōu)化實(shí)際施工，能夠有效將被動(dòng)進(jìn)度管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)控制，可參照總工期、分段工期及其日常工作計(jì)劃實(shí)施整個(gè)工期的全面管理。

3.2.2 可視化安全技術(shù)交底

對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō)，可利用BIM模型向現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員、一線作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，將線條繪制的圖形以一種三維的立體實(shí)物生動(dòng)形象地展示在人們的面前，幫助施工人員更好地理解設(shè)計(jì)思路，防止實(shí)際施工與施工圖紙不符狀況的發(fā)生?，F(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)安全技術(shù)交底中的BIM模型，結(jié)合橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)情況直觀地發(fā)現(xiàn)哪里設(shè)置的安全防護(hù)不足、哪里需要怎么樣的安全防護(hù)，及時(shí)整改安全隱患?？梢暬嬖陧?xiàng)目整個(gè)施工過(guò)程中，可以用效果圖展示，一些危險(xiǎn)性較大、施工難度較大的地方通過(guò)安全管理的計(jì)劃安排、溝通交流、探討決策都能夠在可視化的情景下進(jìn)行，有利于提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理水平。

3.2.3 協(xié)調(diào)施工部位安全防護(hù)

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性可以解決不同階段的不同問(wèn)題，例如在設(shè)計(jì)階段協(xié)調(diào)不同專業(yè)間的設(shè)計(jì)空間布置問(wèn)題；在施工階段協(xié)調(diào)施工進(jìn)度問(wèn)題。在橋梁工程不同部位的施工過(guò)程中，通過(guò)BIM的快速算量導(dǎo)入不同施工部位安全防護(hù)、機(jī)械設(shè)備的需求表，快速、清楚地使施工現(xiàn)場(chǎng)管理者了解自己所負(fù)責(zé)區(qū)域的安全防護(hù)、機(jī)械設(shè)備使用情況，進(jìn)而核算此部分安全費(fèi)用投入的情況。通過(guò)BIM協(xié)調(diào)安全防護(hù)與作業(yè)環(huán)境之間的空間問(wèn)題，進(jìn)一步精確計(jì)劃，優(yōu)化安全防護(hù)方案效果，避免安全防護(hù)占用有限空間而影響施工[5]。管理者可以在任何時(shí)候比較BIM模型上的安全防護(hù)與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況，直觀快速地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并有效協(xié)調(diào)，達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的安全問(wèn)題和施工情況了如指掌的效果。通過(guò)合理運(yùn)用BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性，能夠幫助管理者大大降低橋梁施工時(shí)發(fā)生安全事故的概率。

3.2.4 模擬現(xiàn)場(chǎng)和應(yīng)急情況

3D 建筑物模型是BIM模擬性的一個(gè)體現(xiàn)，其模擬性還體現(xiàn)在一些不存在或無(wú)法馬上開(kāi)始進(jìn)行的事物，比如在設(shè)計(jì)階段能夠模擬緊急疏散、日照等；在施工階段能夠進(jìn)行模擬實(shí)際施工；后期運(yùn)營(yíng)階段能夠模擬緊急狀態(tài)下的解決方法。此外，在橋梁工程中，有限空間的現(xiàn)場(chǎng)布置、應(yīng)急管理也是BIM模擬中一大亮點(diǎn)。通過(guò)對(duì)車輛出入施工現(xiàn)場(chǎng)的線路進(jìn)行模擬，能夠合理設(shè)計(jì)交通路線，提高工作效率；模擬現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械的擺放位置及作業(yè)人員的施工環(huán)境與空間，可以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域，提高施工人員的安全意識(shí)。在應(yīng)急管理上，可以模擬洪澇、火災(zāi)等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，人員上下爬梯、撤離危險(xiǎn)區(qū)域疏散時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)物資設(shè)備撤離現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，從而制定合理的人員、物資設(shè)備安全疏散路線，完善應(yīng)急預(yù)案，提高應(yīng)急演練質(zhì)量。

4 應(yīng)用效果

傳統(tǒng)工程量統(tǒng)計(jì)主要依賴手工和各類辦公軟件輔助計(jì)算，施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崛『头治龈黝悩?gòu)件信息，最終整理出有價(jià)值的工程量信息。計(jì)算過(guò)程中，易受多種因素影響，計(jì)算結(jié)果與個(gè)人對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解、施工經(jīng)驗(yàn)、計(jì)算能力有關(guān)，準(zhǔn)確性很難得到保證。

BIM技術(shù)在施工圖的基礎(chǔ)上，對(duì)樁基、承臺(tái)、橋墩、箱梁等混凝土構(gòu)件進(jìn)行精確建模，根據(jù)基礎(chǔ)、墩身、梁部等構(gòu)造物在不同施工階段結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃統(tǒng)計(jì)出各施工階段的材料需求量[6]。它直觀地提供了橋梁存在的實(shí)際信息，使現(xiàn)場(chǎng)管理人員及施工人員對(duì)工程的感知由二維圖紙的空間想象轉(zhuǎn)化為直接的觀感，提升了施工效率和施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)具有可視化強(qiáng)、模擬性等特點(diǎn)，將在橋梁施工中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在道路橋梁工程施工中使用BIM技術(shù)，不但能夠確保道路橋梁施工順利開(kāi)展，還可以避免施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)踐中，要推動(dòng)BIM技術(shù)的發(fā)展，務(wù)必從橋梁施工難點(diǎn)出發(fā)，更好地應(yīng)用BIM技術(shù)。相信隨著未來(lái)科技的發(fā)展，BIM將會(huì)更深入地被應(yīng)用到橋梁建設(shè)行業(yè)中，成為橋梁工程施工管控的好幫手。