论文部分内容阅读
摘 要：利用BIM系统对贵州某城市立交综合体建设进行模拟，基于Revit BIM软件进行冲突检查、Navisworks软件进行虚拟施工和施工进度模拟、广联达软件进行方案优化、施工进度模拟等。对施工现场管理、计量管理和成本管理进行了模拟。
关键词：BIM系统;建设方案优化;施工进度模拟
BIM系统是 Building Information Management的简称，被广泛应用于建筑行业中，是全新的一种管理系统，通过对建筑物的真实信息的仿真模拟，将建筑在全过程中的信息集合在统一的数据库，使得施工、设计、项目的管理和运营都能够在数据库中体现。BIM系统是数字化的全生命周期建筑管理平台。而且在系统的运行中，参与到施工中的业主、设计单位、监理单位、总包方和分包方、供应商需要对系统进行维护管理，实现对建筑全生命周期的管理。BIM系统旨在对施工建造全过程的集成和建立，对工程实现总承包管理。施工过程中的需要对设计进行深化，对施工进度进行控制、对资源进行分配以及对施工现场进行管理，形成最终的竣工信息模型，建立全生命周期中的施工信息，保证施工信息的连续性。本文根据贵州某城市立交综合体的建设，详细介绍了BIM系统在城市复杂立交综合体中的应用。
1 工程概况
路贵安新区中心大道与百马大道立交工程施工第一合同段（建設），包换主干道两条。前期准备工作主要内容有工人临时住房建设，钢筋房建设，军光、管道改移，电力通讯、水管的迁改，道路封闭措施、风景树木移植等地道、地下空间以及路基、路面、边坡防护与支挡相配套的排水、照明、交通安全与管理设施、绿化景观等附属工程。
本项目是贵安新区的控制性重点工程，工程体量大、体系复杂，综合了复杂软弱地质条件、深基坑工程、预应力箱梁桥工程以及局部的地铁工程，具有非常显著的交叉影响效应。
2 BIM应用目标和技术路线
采用 BIM技术应用，与现场技术管理相结合，有效指导现场施工，实现资源的合理优化，提升工程建设和运维的质量和效益。本项目采用BIM技术应用的目标如下：1.在建设的三维模型中更便捷的找出设计中出现的碰撞冲突，在进行施工之前，更迅速、系统、精确的找出设计图中的问题、缺失和各专业间的冲突，从而减少未来有可能产生的设计变更以及沟通所浪费的时间，大大的提高了生产效率，减少了不必要的返工，最终使建筑质量得以提高，成本得以节约，工期得以缩短，风险得以降低。2、进行技术交底更直观展示：施工前对结构、钢筋等进行直观交底。3、数字化加工、工厂化生产。现如今，BIM技术与数字化制造的结合已经是大势所趋，如此一来，不仅能提高承包商的生产效率，更能全面推进建筑施工的自动化。4.适应新型工程项目对设计精细化、建造精进化得要求。对于大型得工程项目而言，不仅有水电、供暖、通风、消防等安装工程，同时还会涉及到如钢结构、幕墙、石料、各种强电、弱电以及智能家具等相关装饰，为使施工质量得以保证，有效地减少设计、施工中的错误、漏项、碰撞，讲BIM技术全面的应用于设计、施工全过程中显得非常必要。
本项目的的BIM模型架构示意图如图1所示。采用BIM设计后，建筑、结构、水、暖、电等 BIM模型具有相应的属性，包括设备名称，型号、规格、材质等信息，各专业可根据 BIM模型的属性自定义一键输出工程量清单。
3 基于Revit BIM平台的应用
Revit软件由Autodesk公司开发，拥有强大的建模功能，同时可以进行二次开发，已经逐渐成为世界上的主要BIM软件。项目中利用Revit软件对管道碰撞进行检查，并完成钢筋配筋、钢筋下料和预制加工、钢箱梁制作等。图2所示为下沉广场处排水管的冲突检查。
4 基于Navisworks平台的应用
首先，需要采集精确的三维坐标信息，并合理地运用BIM技术，建立一个可以用于虚拟施工、施工过程、成本控制的建筑施工模型，应用虚拟技术，实现建设模拟。
Navisworks软件由Navisworks公司开发，可以在设计阶段和施工阶段为建筑模型提供服务，实现展示3D模型，大型模型的漫游，碰撞检测等功能。图1为Navisworks对施工优化图。对于非专业人士而言建筑施工过程是一个非常复杂的过程，其复杂性主要体现在高度的动态。当前，工程项目往往使用专业性比较强，但是可视化程度较低的网络计划，这种方法很难清晰的表达施工进度以及各项分工程之间的的复杂关系，更无法形象的表达施工的动态变化。但是通过将BIM技术与施工计划相互关联，项目的空间信息和进度信息将被有机的整合于一个具体的4D模型之中，在这个模型中，我们可以直观而精确地反映整个施工的过程与进度。如图3所示，我们可以运用Navisworks软件模拟真实的施工进度。
5 基于广联达BIM平台的应用
精确算量、成本控制，施工中的预算超支现象十分普遍，缺乏可靠的基础数据支撑是造成超支的重要原因。BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，进行砼算量和钢筋算量。大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确的工程量统计可以用于成本测算、在预算范围内不同设计方案的经济指标分析，不同设计方案工程造价的比较，以及施工开始前的工程预算和施工过程中的结算。针对本项目项目的复杂性，对上计价的直观性、规范性，对下钢筋下料，各种材料的可操作性等优点，对工程量使用广联达来完成。
6 BIM施工现场管理 作为工程项目管理的三大核心之一，进度管理是工程建设中非常重要的一环。能否有效地管理工程进度直接影响了项目是否能正常履约，工程建设单位最关注的就是在各种矛盾的因素中能否保证工程可以顺利进行，通过有效地把项目进度数据关联至BIM模型，就能对施工进度进行实时有效地监控和管理。
针对构件安装工艺复杂、难度大，应用 BIM技术通过虚拟仿真模拟安装过程，针对安装过程中易出现的安全隐患进行事先预警，将需要检查的部位提前建立在BIM模型中，无论是过程检查还是验收过程中，BIM管理平台都将提醒各方对该部位进行着重检查，以免漏项。细部安全管理如图4所示。
7 計量管理和成本管理
传统的工程量统计通过从二维图纸中逐一计算设备、部件、管件、配件的数量来实现，然后分类统计于表格中，如图纸发生改变，工程量统计修改的工作量非常大，这种计算方法耗时、繁琐、误差大，占用工程预算编制工作量的大部分时间。
BIM软件能快速、准确计算结构板、梁等单个构件对应的工程量避免了构件工程量统计的虚增或减少。钢筋作为工程中投资较大的构件之一，通过BIM模型可直接导入至用于为结构板、柱、梁、墙等的钢筋设计及算量的软件中，在满足计算的要求下，可快速完成钢筋型号、参数的选择，同时可准确无误地统计出钢筋量。
将BIM技术融入成本核算的实际工作中将发挥其独一无二的强大优势。以使用Revit建立的工程4D关系数据库为基础，可以建设集3D实体—工期—工序为一体的5D关系数据库，将实际的成本数据实时汇总至该数据库中，则项目的成本汇总、信息统计以及拆分应对即时可得。在项目开始时，将各工程的工程量清单以及人、机、材的单间作为主要单项数据输入BIM模型中，在项目进行中该模型将以采取合同价和企业定额消耗量为依据，并不断调整实际消耗量和定额消耗量之间的差异。
8 结论
本文根据实际工程，介绍了BIM系统在城市立体综合体的应用，给出了BIM系统的应用目标和技术路线，并且针对实际工程，利用Revit， Naviswork和广联达软件对该工程进行了冲突碰撞检查、钢筋布置、箱梁制作、施工优化、方案优化、施工进度模拟等。同时利用BIM软件进行了施工现场管理、计量管理和成本管理等。为后续的相关工程提供相关参考。
参考文献：
[1]赵红红.信息化建筑设计Autodesk Revit[M].中国建筑工业出版社， 2005.
[2]李啸雪，郭兴，宋朝，等.水电工程基于Navisworks的四维施工模拟规划研究[J].水力发电，2017， 43（10）.
[3]黄锰钢.广联达BIM解决方案[J].中国建设信息化， 2012（20）：38-39.
[4]杨二东.广联达BIM5D在施工管理中的应用[J].建筑技术开发， 2017（10x）：56-58.
[5]中国建筑科学研究院建筑设计院.BIM在广联达信息大厦设计中的应用[J].建筑，2013（13）：54-57.
关键词：BIM系统;建设方案优化;施工进度模拟
BIM系统是 Building Information Management的简称，被广泛应用于建筑行业中，是全新的一种管理系统，通过对建筑物的真实信息的仿真模拟，将建筑在全过程中的信息集合在统一的数据库，使得施工、设计、项目的管理和运营都能够在数据库中体现。BIM系统是数字化的全生命周期建筑管理平台。而且在系统的运行中，参与到施工中的业主、设计单位、监理单位、总包方和分包方、供应商需要对系统进行维护管理，实现对建筑全生命周期的管理。BIM系统旨在对施工建造全过程的集成和建立，对工程实现总承包管理。施工过程中的需要对设计进行深化，对施工进度进行控制、对资源进行分配以及对施工现场进行管理，形成最终的竣工信息模型，建立全生命周期中的施工信息，保证施工信息的连续性。本文根据贵州某城市立交综合体的建设，详细介绍了BIM系统在城市复杂立交综合体中的应用。
1 工程概况
路贵安新区中心大道与百马大道立交工程施工第一合同段（建設），包换主干道两条。前期准备工作主要内容有工人临时住房建设，钢筋房建设，军光、管道改移，电力通讯、水管的迁改，道路封闭措施、风景树木移植等地道、地下空间以及路基、路面、边坡防护与支挡相配套的排水、照明、交通安全与管理设施、绿化景观等附属工程。
本项目是贵安新区的控制性重点工程，工程体量大、体系复杂，综合了复杂软弱地质条件、深基坑工程、预应力箱梁桥工程以及局部的地铁工程，具有非常显著的交叉影响效应。
2 BIM应用目标和技术路线
采用 BIM技术应用，与现场技术管理相结合，有效指导现场施工，实现资源的合理优化，提升工程建设和运维的质量和效益。本项目采用BIM技术应用的目标如下：1.在建设的三维模型中更便捷的找出设计中出现的碰撞冲突，在进行施工之前，更迅速、系统、精确的找出设计图中的问题、缺失和各专业间的冲突，从而减少未来有可能产生的设计变更以及沟通所浪费的时间，大大的提高了生产效率，减少了不必要的返工，最终使建筑质量得以提高，成本得以节约，工期得以缩短，风险得以降低。2、进行技术交底更直观展示：施工前对结构、钢筋等进行直观交底。3、数字化加工、工厂化生产。现如今，BIM技术与数字化制造的结合已经是大势所趋，如此一来，不仅能提高承包商的生产效率，更能全面推进建筑施工的自动化。4.适应新型工程项目对设计精细化、建造精进化得要求。对于大型得工程项目而言，不仅有水电、供暖、通风、消防等安装工程，同时还会涉及到如钢结构、幕墙、石料、各种强电、弱电以及智能家具等相关装饰，为使施工质量得以保证，有效地减少设计、施工中的错误、漏项、碰撞，讲BIM技术全面的应用于设计、施工全过程中显得非常必要。
本项目的的BIM模型架构示意图如图1所示。采用BIM设计后，建筑、结构、水、暖、电等 BIM模型具有相应的属性，包括设备名称，型号、规格、材质等信息，各专业可根据 BIM模型的属性自定义一键输出工程量清单。
3 基于Revit BIM平台的应用
Revit软件由Autodesk公司开发，拥有强大的建模功能，同时可以进行二次开发，已经逐渐成为世界上的主要BIM软件。项目中利用Revit软件对管道碰撞进行检查，并完成钢筋配筋、钢筋下料和预制加工、钢箱梁制作等。图2所示为下沉广场处排水管的冲突检查。
4 基于Navisworks平台的应用
首先，需要采集精确的三维坐标信息，并合理地运用BIM技术，建立一个可以用于虚拟施工、施工过程、成本控制的建筑施工模型，应用虚拟技术，实现建设模拟。
Navisworks软件由Navisworks公司开发，可以在设计阶段和施工阶段为建筑模型提供服务，实现展示3D模型，大型模型的漫游，碰撞检测等功能。图1为Navisworks对施工优化图。对于非专业人士而言建筑施工过程是一个非常复杂的过程，其复杂性主要体现在高度的动态。当前，工程项目往往使用专业性比较强，但是可视化程度较低的网络计划，这种方法很难清晰的表达施工进度以及各项分工程之间的的复杂关系，更无法形象的表达施工的动态变化。但是通过将BIM技术与施工计划相互关联，项目的空间信息和进度信息将被有机的整合于一个具体的4D模型之中，在这个模型中，我们可以直观而精确地反映整个施工的过程与进度。如图3所示，我们可以运用Navisworks软件模拟真实的施工进度。
5 基于广联达BIM平台的应用
精确算量、成本控制，施工中的预算超支现象十分普遍，缺乏可靠的基础数据支撑是造成超支的重要原因。BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，进行砼算量和钢筋算量。大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确的工程量统计可以用于成本测算、在预算范围内不同设计方案的经济指标分析，不同设计方案工程造价的比较，以及施工开始前的工程预算和施工过程中的结算。针对本项目项目的复杂性，对上计价的直观性、规范性，对下钢筋下料，各种材料的可操作性等优点，对工程量使用广联达来完成。
6 BIM施工现场管理 作为工程项目管理的三大核心之一，进度管理是工程建设中非常重要的一环。能否有效地管理工程进度直接影响了项目是否能正常履约，工程建设单位最关注的就是在各种矛盾的因素中能否保证工程可以顺利进行，通过有效地把项目进度数据关联至BIM模型，就能对施工进度进行实时有效地监控和管理。
针对构件安装工艺复杂、难度大，应用 BIM技术通过虚拟仿真模拟安装过程，针对安装过程中易出现的安全隐患进行事先预警，将需要检查的部位提前建立在BIM模型中，无论是过程检查还是验收过程中，BIM管理平台都将提醒各方对该部位进行着重检查，以免漏项。细部安全管理如图4所示。
7 計量管理和成本管理
传统的工程量统计通过从二维图纸中逐一计算设备、部件、管件、配件的数量来实现，然后分类统计于表格中，如图纸发生改变，工程量统计修改的工作量非常大，这种计算方法耗时、繁琐、误差大，占用工程预算编制工作量的大部分时间。
BIM软件能快速、准确计算结构板、梁等单个构件对应的工程量避免了构件工程量统计的虚增或减少。钢筋作为工程中投资较大的构件之一，通过BIM模型可直接导入至用于为结构板、柱、梁、墙等的钢筋设计及算量的软件中，在满足计算的要求下，可快速完成钢筋型号、参数的选择，同时可准确无误地统计出钢筋量。
将BIM技术融入成本核算的实际工作中将发挥其独一无二的强大优势。以使用Revit建立的工程4D关系数据库为基础，可以建设集3D实体—工期—工序为一体的5D关系数据库，将实际的成本数据实时汇总至该数据库中，则项目的成本汇总、信息统计以及拆分应对即时可得。在项目开始时，将各工程的工程量清单以及人、机、材的单间作为主要单项数据输入BIM模型中，在项目进行中该模型将以采取合同价和企业定额消耗量为依据，并不断调整实际消耗量和定额消耗量之间的差异。
8 结论
本文根据实际工程，介绍了BIM系统在城市立体综合体的应用，给出了BIM系统的应用目标和技术路线，并且针对实际工程，利用Revit， Naviswork和广联达软件对该工程进行了冲突碰撞检查、钢筋布置、箱梁制作、施工优化、方案优化、施工进度模拟等。同时利用BIM软件进行了施工现场管理、计量管理和成本管理等。为后续的相关工程提供相关参考。
参考文献：
[1]赵红红.信息化建筑设计Autodesk Revit[M].中国建筑工业出版社， 2005.
[2]李啸雪，郭兴，宋朝，等.水电工程基于Navisworks的四维施工模拟规划研究[J].水力发电，2017， 43（10）.
[3]黄锰钢.广联达BIM解决方案[J].中国建设信息化， 2012（20）：38-39.
[4]杨二东.广联达BIM5D在施工管理中的应用[J].建筑技术开发， 2017（10x）：56-58.
[5]中国建筑科学研究院建筑设计院.BIM在广联达信息大厦设计中的应用[J].建筑，2013（13）：54-57.