BIM技术在土木工程施工领域的应用进展杨凯学

BIM技术在土木工程施工领域的应用进展杨凯学

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摘要:随着我国社会主义经济建设的迅速发展,建筑行业成为经济建设的主要推动力。具体到土木工程领域来说,其涉及设计、结构、维修、保养等多个方面,为了更好地实现建筑工程领域的快速发展,国家提出了“推动设计数字化、施工机械化、掌控智能化”的现代化“智慧”建筑工程的要求。BIM技术作为建筑领域广泛使用的信息技术手段,成为土木工程创新改革的关键。

关键词:BIM技术;土木工程;应用进展

1BIM技术的具体涵义

建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)是一种近年来兴起的技术。BIM技术最早由美国著名的管理学者ChuckEastman于1975年提出,是通过一种虚拟的计算机体系对建筑实物进行模拟和仿真。但是,随后CAD(ComputerAidedDesign)的出现和普及,在一定程度上制约了BIM的发展。到2007年,美国对BIM数据的存储格式和标准以及各种类型信息语义和信息传递的相关标准进行了详细的描述,分别在2008年和2011年出版与BIM技术相关的书籍,推动了BIM技术的广泛应用。

BIM技术是一种集成了多类型软件的数据模型,通过对建筑设施的功能特性和物理特性进行数字化表达,建立一个信息和知识共享的资源库,为建筑全生命周期中的全部决策提供可靠依据。BIM不仅将传统的二维图纸和资料进行信息化,更将这些信息智能整合协同,以便在工程建设的各个环节都能提取和运用。BIM在数字化表达上也有异于传统的三维效果图,是从建筑的多方面属性进行多元化的设计和交互。BIM技术通过运用综合化的数据、资源、建模的管理,实现建筑工程的可视化和量化分析,提高工程建设效率。

2BIM技术在土木工程施工中的应用特点

2.1强代表性

首先是强代表性,BIM技术本身就具有很高的技术性,在很多规模大、结构复杂的工程项目中,BIM技术是必不可少的,对此,BIM一般运用于巨大而复杂的土木施工工程,所以具有强代表性。

2.2功能完善

随着BIM的发展以及在不同领域的渗透,其具备且完善了大量的功能,从最初的施工模拟和质量检测发展成为能够实现人力资源分配、设备管理以及施工控制等各个方面,并且它所具备的功能促进了它应用范围的拓宽,例如当前的土木施工,还如机电安装和环保等工程。

2.3较强实用性

BIM可以根据各个国家或地区的实际情况来进行方向的探究和改造,因此在我国,BIM具有很强的可实施性和较强的实用性,能够满足我国发展和国情的需要。

3BIM技术的发展历程

BIM技术概念的产生于美国,最早由以加Au-todesk的公司提出。BIM技术在发展过程中主要经历了三个阶段,第一是发展早期;第二是快速推广时期;第三是新体系的建立时期。在第一时期,BIM技术的发展方向主要是进行BIM框架以及平台的搭建,并对BIM技术在设计、构建、应用以及正式应用要点进行归集;在第二时期,BIM技术逐渐变得成熟,在全球范围内得到了有效的推广,其所应用的领域也大范围拓宽,例如在土木工程施工领域的运用;第三个阶段也就是当前BIM所处的阶段,BIM技术于遥感技术、信息技术以及其他大型技术相互结合运用,形成了一个庞大的BIM技术体系。在我国,BIM历史较短,但是由于我国改革开放,经济增长迅猛,各种工业生产进程加快,BIM技术在我国发展也非常迅速,当前BIM技术在我国的土木工程施工领域已经得到了广泛的应用。当前我国在BIM技术主要的研究方向首先是如何搭建更加高效和完善的BIM平台系统,然后是BIM技术的理论基础建设,目标是增强我国BIM技术的理论水平,完善BIM的相关标准,最后是对BIM的广泛应用探究,如何实现BIM技术在土木工程施工领域的更高效运用。

4BIM技术在土木工程中的应用

4.1项目的协调与设计应用

一是,符合建筑设计单位发展需求,在BIM技术的运用之前,设计单位应该针对自身信息技术水平进行综合分析,可以先采用BIM技术的试行,当设计单位已经充分的掌握BIM技术操作的基础之上,然后进行各个环节的推广。二是,协调参与方的不同意见。在土木工程项目中的参与方来说,业主、施工单位、监理和外包商不同的参与主体对于施工的要求也产生一些分歧,这就需要在引入BIM技术的过程中,采用3D模型直观的展示项目工程,然后搜集不同参与者的意见,确保各个环节的信息反馈,进而进行方案的改进。需要注意的是BIM技术的3D模型展示,还应该考虑到工程成本、工期等因素。

4.2BIM技术在土木工程施工中的应用

一方面,充分利用数据信息存储功能。利用三维模型数据库,对项目施工中的各项因素进行渗透,例如施工建筑成本、原材料规格、施工进度等,然后引入BIM技术将数据库中的各项信息“展开”,并对建筑施工过程中的信息,进行动态模型分析,实时进行动态分析,从而控制建筑成本,并根据动态线性变动幅度,发现施工过程中的问题,提出应对措施。

另外一方面,充分借助BIM技术的虚拟性。在以往的项目施工中,对于施工进度的了解只能够通过二维平面图展示,随着现如今建筑结构日益复杂,可以积极的引入BIM技术,对整个建筑工程的整体构架、局部结构进行监控,运用虚拟漫游技术,向施工方呈现整体性的施工进度效果。

4.3BIM技术在施工监控中的应用

(1)建立监控审批流程体系

对于建筑工程中的各项操作流程实现自动化,并通过BIM平台操作进行工作流程流转的监督。具体来说,可以引入VR技术,将建筑施工模型与虚拟现实相结合,对建筑项目的后期建设阶段进行虚拟建设操作,例如材料信息、张力信息、温控、浇筑等,这些都可以实现提前操作,进而提出更加节约成本和提高工程质量的后期建设方案。

(2)对施工关键节点进行实时监控

运用BIM技术模拟施工操作的全过程,并对可能会出现的一些风险进行操作模拟,提出降低风险发生的操作要点,并应用到施工的关键节点中,进一步优化关键施工节点的操作流程和操作规范。

(3)构建“建养一体化”信息管理平台

充分的利用BIM技术中的信息存储和“智慧工程”功能,构建从施工质量检测到后期运维的信息管理平台。具体来说,施工质量检测主要是对温度检测、结构质量、安全系数以及施工误差进行质量检测和预警;在对施工项目的养护管理中,则是进一步完善和补充建筑工程项目的各项信息,建立建筑工程档案,在此基础之上引入传统的现场巡查、测量的手段,对建筑项目进行GPS定位,以便于实现运维中的实时监测,也就是对实时反馈的现场照片进行数据分析,发现运维中已经存在或者后期可能存在的风险,并进行及时的建筑工程养护,提高建筑工程项目的使用寿命。

结束语:随着社会经济的高速发展,BIM技术作为一种以数字模型为核心的高新技术,在建筑工程管理中普及应用是社会发展的必然趋势。目前,BIM技术在我国建筑业中的运用还处于起步阶段,具有很大的发展潜力。及时抓住BIM技术带给土木工程行业的发展机遇,在土木工程领域普及BIM技术,相信在不久的将来,我国建筑工程领域会迈向更高的层次。

参考文献:

[1]鲁博宽.云计算、大数据时代下的BIM[J].建筑技术开发,2016,43(9):99.

[2]张亚帅.展望未来的智能“土木”[J].科技与创新,2018(4):70-71.

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