智能建造技术在市政交通工程中的应用研究

尹 珊

（江西省江咨工程咨询有限公司，江西南昌 330000）

随着技术进步，我国市政交通工程设计及施工从手工绘制二维图纸向“二维+三维+全寿命周期”理念过渡，主要运用建筑信息模型（Building Information Model，BIM）进行工程设计、建造和管理，加快施工管理的信息化进程，实现可视化程度高、可模拟和优化特性、数据信息高度整合、协同性好的目标，以达到指导施工、缩短工期、节约成本等目的。

1 智能建造技术

智能建造技术（BIM技术）基于3D模型构建为基础，对数字化信息、制造化信息进行有机结合，将建筑信息、图纸信息以及智能思想整合在一起。

BIM技术应用流程如图1所示。

图1 BIM技术应用流程

BIM技术可以极大地缩短市政交通工程项目周期，实时监控和管理项目过程进度，促使人力、物力在项目过程中发挥最大作用。

2 BIM技术在桥梁工程中应用框架

2.1 项目可行性研究阶段

（1）BIM技术可以对项目施工评价过程进行前期预研，分析项目主、次体之间的关系和内在关联，进一步分析经济和政策环境对建筑项目的施工影响。

在以往的传统管理模型中，可行性分析常依赖管理人员的经验，基本不会进行数据维度的关联和分析，造成前期调研分析决策能力低，无法处理根本性问题。引进BIM技术可以实现对建筑环境的深层次模拟，对项目进行过程预演和工程模型构建和仿真，保障后期施工阶段顺利进行。

（2）BIM技术可以对市政交通项目性能进行实现，在项目可行性分析阶段，项目性能可以确定项目实施的可行性。应用BIM技术可以对建筑项目的性能进行模拟，从而对其进行评估。在这个过程中，BIM技术可以为分析人员提供大量的数据图形，完善其中无法实现的性能。

（3）BIM技术可以对市政交通项目进行方案分析和优化。BIM根据建筑项目模型，基于量化数据分析的基础上对模型进行完善和修正，对于项目招标主体，使用BIM技术可以对其方案和涉及的细节进行部署，分析方案的优缺点，确定最合理的方案。

2.2 项目设计阶段

（1）BIM技术的应用。

①BIM技术可以实现项目过程的可视化。市政交通项目以建筑项目为主体，传统的方式是利用二维图纸作为信息、项目实施的依据。但项目实施过程中，二维图纸设计仍存在较大漏洞，典型性问题比较突出。借助BIM技术可以实现对项目实施过程的可视化，直接体现设计细节中存在的问题，有助于保障后期施工的顺利进行。

②BIM技术可以对设计进行校核检测，一个完整的项目施工必然包含不同的项目团队，涉及大量的人力、财力以及物力，仅依赖传统的设计模式很难完成模块的归纳、分类以及过程的精细化检测，极易出现误差。搭建BIM技术可以借助其构造的三维模型进行预演，分析过程存在的问题，及时排除安全隐患。

③BIM技术的应用可以实现工程设计的协同。目前大部分项目实施过程均涉及不同专业领域，电力、机械、材料等，由于传统的图纸展现方式的限制，图表标注没有标准，无法对设计意图进行细节体现，造成施工过程频繁出现问题，影响工程进度。BIM技术可实现对各个专业进行协调和沟通，从而节约大量的人力和物力，在保障设计理念的基础上实现施工协同。

（2）项目设计。

①BIM模型建立。BIM技术实施的载体是BIM模型，模型质量的好坏对整个项目实施具有重要影响。在模型搭建过程中，需要严格按照设计标准、图纸以及技术规范要求对模型进行修正。主要采用软件设计平台revit，利用参数化设计或二次开发模型进行模型的修正。

②环境变量的搭建。对涉及材料的构建和模型修正需要结合项目的生态环境进行环境变量搭建；创建结构模型后，利用evit中的标高轴网进行模型细节的映射；模型构建参量的修正和优化。在结构模型中可以选择不同的放置模型对模型进行完善，完成桥梁设计阶段的BIM模型。

③深化结构设计。深化结构会涉及过程“问题”，需要对交通布线进行干涉、碰撞检测，分析应力集中区域以及预应力施加条件，还需要结合工程实际条件进行工程目标的仿真预演，方便设计者、施工者在项目实施过程中剖析问题并进行结构优化，进一步提高项目的能效和效率。

④工程量统计。工程实践中，主要依赖专业的造价软件进行预算统计分析，但大量的数据会造成数据错乱，无法实现精准数据统计。BIM技术利用计算机快速抓取模型数据和对象数据，实现对工程预量的快速计算。设计方案调整时，工程量也会及时更新，可以极大地提高工作效率。

2.3 建设施工阶段

建筑项目的施工阶段主要应用于模型设计、规划的实施和实现，伴随大量的管理任务，如施工现场管理、施工步骤的控制以及管理等。在这些施工现场实施过程中应用BIM可以显著提升管理的能效和水平。

（1）建筑项目实施中，不同专业领域的对接过程存在专业认知偏差和争议，会影响施工过程进度，造成整个项目周期滞后。BIM技术可以对项目施工现场的变量环境和对象进行实时模拟，实现对人力资源的管理和调控。对人员配置、施工时间进行详细说明，可以极大地保障建筑施工现场的秩序。

（2）使用BIM技术可以实现对建筑工程进度的有效控制。对于建筑项目施工者，进度控制是严把时间节点。目前大部分的市政交通工程项目普遍采用传统的管理模型，易受制于传统因素的影响发生极大的偏差，无法保障实际施工进度。搭建BIM技术可以完成信息数据的采集、统计、分析，构建模型实现对资源的优化配置，进而提升实际的施工效率。应用BIM技术可以根据施工过程中出现的变动，对实际的施工进度进行调整。

（3）BIM技术可实现对施工质量的管控，建筑质量的评估则对项目正常实施影响极大。传统的质量管控中，需要按照制度、流程化进行管理，这些制度和流程依赖于编制者的实际经验和体会，无法实现同级别部门之间的标准化体系的构建。但使用BIM技术可以对施工过程中的工艺进行模拟，对其中的流程进行的规范，从而保障工艺流程和细节的精确性。

2.4 竣工运营阶段

在建筑项目施工完成后，需要转交给运营单位进行运营，最终完成建筑项目的所有阶段。因此，竣工运营是建筑项目的最后一个阶段，项目的最终价值也通过运营实现。建筑项目的运营周期较长、成本较高，建筑项目的运营阶段需要更高的效率。在该阶段中，应用BIM技术可以实现对之前阶段信息的延伸，实现对建筑项目的动态化管理，极大限度地提升该阶段的效率和水平。

（1）在运营阶段运用BIM技术可以为该阶段提供大量的信息，从而使相关的管理人员明确建筑项目的空间信息，节约运营阶段的成本，提高对空间的利用水平，实现对建筑项目空间的高效利用。

（2）借助BIM技术构建的三维模型可以为运营阶段的管理提供依据，提高该阶段的实际管理能力。

传统桥梁设计与BIM桥梁设计的对比如图2所示。

图2 传统桥梁设计与BIM桥梁设计的对比

3 结论

本文以典型的智能化制造案例为例分析智能建造技术在市政交通工程中的应用，结果表明，BIM软件的使用在市政交通工程具有前瞻性和可实践性意义，针对不同的试验对象和工程特性以及末端材料供应均具有强大的统计分析能力，可以依据项目的预算、工程实践独立进行工程核算，极大地提高系统性能，增强抵御外在风险的能力。