浅析BIM在桥梁工程应用及存在的问题

浅析BIM在桥梁工程应用及存在的问题

(华北理工大学,河北唐山063210)

摘要:BIM技术起源于美国,相继在英国、新加坡及北欧得到推广应用。作为一种新型生产方式,BIM已逐渐成为建筑业信息技术的核心。我国引入BIM技术较晚,目前正处于由理论研究阶段转向实践应用阶段的重要时期。在我国除房建领域BIM技术应用相对成熟外,其他建筑领域诸如桥梁工程、隧道工程、港口工程的BIM应用才刚刚起步。

关键词:BIM;桥梁工程;三维建模;问题

美国斯坦福大学的一项研究表明:在过去的40年里,美国建筑业的生产效率指数下降了20%左右,而同期其他非农业的生产效率指数却提高了100%以上[1]。导致建筑业生产效率低下的原因有很多,例如较差的信息管理手段、各参与方之间互相独立、信息化投入不高等。其中的一个比较重要的因素就是建筑业中存在的各种割裂现象,即所谓的“碎片(Fragmentation)”现象[2]。BIM的出现可以打通项目各方信息沟通的壁垒,让项目参与各方能够做及时沟通,对突发问题能够做及时处理,从而打破“碎片”现象,提高建筑业的生产效率。

一、BIM技术概况

(一)什么是BIM

BIM全称为BuildingInformationModeling,麦格劳-希尔建筑信息公司对建筑信息模型的定义是,创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程,这是目前较全面、完善的关于BIM的定义[3]。

(二)桥梁BIM在中国的发展现状

我国引进BIM较晚,本世纪初才开始接触其概念,随着我国计算机软件和硬件水平的发展,BIM技术开始被国人重视。但是正如其他外来技术一样,BIM正经历着本土化的历程,BIM在中国的推广还存在着很多障碍,其落地生根尚需时日。

在桥梁工程领域,与BIM技术结合起来的研究还比较缺乏。随着国家层面对信息化技术的重视,各大工程局开始引入BIM技术。某三线道岔特大桥BIM项目正是在此背景下立项。

二、某三线道岔特大桥BIM项目应用分析

(一)工程概况

某三线道岔特大桥为全标段重点、亮点工程。桥梁全长845.15米,包括:13跨简支T梁、三段(36米+64米+36米)连续梁。

(二)BIM技术在某三线特大桥项目的应用

1.基于“族”的三维参数化建模

利用Autodesk公司开发的Revit系列软件,根据某三线道岔特大桥的结构特点,细化结构构件,分别建立参数化构件—“族”。桥梁构件“族”建好以后桥梁整体模型的建立就是一个简单的搭“积木”的过程,桥梁BIM模型包含尺寸、形状、材质等参数化信息,是后续BIM工作的基础。

2.施工进度模拟

按照甲方提供的项目工期计划表,近似模拟施工工艺及进度,可以作为实际施工的参考,同时也为施工进度管理和施工组织计划的制定提供参照。

3.可视化交底

BIM模型包含尺寸、形状、材质等参数且模型可任意旋转、放大缩小、剖切出图,再加上重难点工序的施工模拟动画,可轻松实现可视化交底。有利于打破一线施工人员与技术员之间的沟通障碍,提高工作效率。

4.工程量统计

除混凝土BIM模型外,本项目亦采用建“族”和Dynamo插件项目内建模型两种方式实现钢筋模型的创建。然后利用Revit中自带的“项目明细表”功能准确的统计工程量信息。对甲方实现精确下料和降低成本有重大意义。

三、BIM在桥梁工程应用的问题分析

(一)对BIM定位不准

目前在我国对BIM的定位上存在着两种错误的观点:一方面,有人认为BIM是“万金油”,对BIM技术未来发展过度解读。另一方面,有人抛出“BIM无用论”。由于种种原因BIM实际应用并不如人意,其预期价值远远高于眼下BIM可实现的价值。很多研究者在案例研究时谈完建模、可视化交底、碰撞检查等基本应用后大谈BIM预期价值。其实这些预期价值几年内很难实现。

(二)标准规范问题

目前BIM在我国并没有像CAD那样详尽的标准规范,再加上软件生产厂家的不同使得BIM数据交换变得很困难,BIM的优势也大打折扣。国际上各发达国家均已制定适应本国的行业标准体系[4]。据统计,在2009年,美国建筑业300强中80%以上都使用了BIM技术[5]。我国引进BIM较晚,对于BIM技术的研究仅进行了一些基础类的工作,其无异于直接采用国际通用的BIM标准[6]。直到今年住建部才正式批准《建筑信息模型施工应用标准》为国家标准,《标准》的发布填补了我国BIM技术应用标准的空白。

(三)软件平台问题

BIM核心建模软件是BIM的基础,中国BIM软件主要是“拿来主义”,多采用国外的BIM软件,本土化程度较低。目前我国主流BIM软件有Autodesk公司的Revit系列软件(美国);Bentley公司的Microstation系列软件(美国);Dassault公司开发的CATIA软件(法国)。

(四)BIM在桥梁工程应用中的建议

1.客观的看待BIM,正确的对其定位。我们所要做的就是客观看待BIM,既不能盲从,也不能因其未能达到预期价值而否定BIM的价值。

2.建立本国的桥梁工程BIM标准体系。一方面,将编写好的BIM国家标准发放到各建筑单位,认真贯彻执行已有的BIM标准规范。另一方面,在认真贯彻执行标准的过程中根据实际的桥梁工程BIM项目修改和完善已有标准和规范。

3.开发出适合我国桥梁项目的轻量化BIM软件。国内各大BIM软件公司应当借鉴国外和其他领域的软件开发经验,结合桥梁工程自身的独特性,加紧研发出桥梁轻量化BIM软件。

四、结语

虽然BIM技术在我国桥梁中的应用尚处于起步阶段,面临诸多问题,包括标准制定问题、软件平台开发问题等。但是BIM技术的发展必然是大势所趋,BIM迟早会成为建筑师的必备助手。因此笔者最后建议:对于那些想要接触BIM技术,但苦于缺乏新的应用点和资金的企业,完全可以立足于现有成熟的应用点将BIM技术当作“三维CAD”来做前期的推广使用。毕竟在BIM大趋势到来之前,提前了解BIM总是明智的。

参考文献

[1]丁士昭.建设工程信息化导论[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]桑勤鑫.基于BIM技术的城市轨道交通线路三维建模方法研究[D].石家庄:石家庄铁道大学,2015年.

[3]廖晓烽,王君峰.Revit2013/2014建筑设计火星课堂[M].北京:人民邮电出版社,2013.

[4]WWilson,SLu.BuildingInformationModelingandChangingConstructionPractices[J].AutomationinConstruction,2011,20:99-103.

[5]何关培.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[6]何关培.我国BIM发展战略和模式探讨(二)[J].土木建筑工程信息技术,2011,3(3):112-117

作者简介:沈甲(1992-),男,河南省息县人,硕士在读,单位:华北理工大学,研究方向:桥梁抗震。

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