BIM技術(shù)在鐵路四電工程施工中的應(yīng)用研究

1、    bim技術(shù)在鐵路四電工程施工中的應(yīng)用研究    丁琦摘 要 近年來，隨著我國(guó)鐵路電氣化的不斷發(fā)展，bim技術(shù)作為新一代的計(jì)算機(jī)輔助施工的基礎(chǔ)性技術(shù)，在我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用越加廣泛。本文主要從bim技術(shù)的概念及其在國(guó)內(nèi)外建筑行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，在建筑施工階段bim技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值、存在的問題及解決的方式這幾方面做了分析研究，為今后在鐵路四電工程施工應(yīng)用bim技術(shù)供了一定的參考。關(guān)鍵詞 bim;鐵路四電工程施工;工程建設(shè)信息化引言鐵路四電工程由鐵路接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)、電力供電四個(gè)專業(yè)構(gòu)成，交叉作業(yè)面多，線纜敷設(shè)復(fù)雜，有些還會(huì)于暖通、給排水、消防管道等發(fā)生

2、矛盾，為有效減少施工過程中的設(shè)計(jì)變更和返工情況，及時(shí)優(yōu)化施工方案，更加科學(xué)地進(jìn)行資源的配置。此外，三維實(shí)例對(duì)象可承載更多屬性信息，如型號(hào)、制造商、部件代碼，類型標(biāo)記，即：每個(gè)專業(yè)在設(shè)計(jì)過程中就可以查看其他專業(yè)的設(shè)計(jì)成果。同時(shí)，當(dāng)采用跨專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)，由于多方基于同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)， 不會(huì)出現(xiàn)一次修改后，相關(guān)聯(lián)的圖紙忘記修改的情況。bim技術(shù)是施工階段的一個(gè)重要應(yīng)用，它通過把四電工程，特別是通信、信號(hào)、牽引供電所內(nèi)的施工進(jìn)度用三維模型結(jié)合的方式進(jìn)行施工進(jìn)度模擬過程。是實(shí)現(xiàn)施工4d模擬的關(guān)鍵因素之一。在bim技術(shù)平臺(tái)下，通過三維可視化的環(huán)境將建筑模型構(gòu)件按照時(shí)間順序依次進(jìn)行虛擬建筑過程，即施工4d模

3、擬。簡(jiǎn)言之，bim信息模型中集成了材料、場(chǎng)地、機(jī)械設(shè)備、人員甚天氣情況等諸多信息，并且以天為單位對(duì)建筑工程的施工進(jìn)度進(jìn)行模擬。通過4d施工進(jìn)度模擬，可以直觀地反映施工的各項(xiàng)工序，方便項(xiàng)目部協(xié)調(diào)好各專業(yè)的施工順序、提前組織專業(yè)班組進(jìn)場(chǎng)施工、預(yù)埋隱蔽工序、提供下一工序?qū)I(yè)場(chǎng)地和周轉(zhuǎn)材料等。并對(duì)施工過程中勞務(wù)、物質(zhì)資源、成本等的動(dòng)態(tài)控制。同時(shí)，4d施工進(jìn)度的模擬也具有很強(qiáng)的直觀性，即使是非工程技術(shù)出身的業(yè)主方，領(lǐng)導(dǎo)也能快速準(zhǔn)確地把握工程的進(jìn)度。依據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行施工順序及施工過程的反復(fù)模擬，以此對(duì)施工順序進(jìn)行糾偏、不同施工工種的碰撞檢測(cè)、施工資源的合理投入、消除安全隱患、改善作業(yè)空間不足等

4、問題，提前調(diào)整施工方案。通過不斷的模擬施工方案，在施工前最大限度的解決實(shí)際施工可能遇到的問題，實(shí)現(xiàn)施工方法的不斷優(yōu)化，在實(shí)際施工中實(shí)現(xiàn)“零沖突、零返工”1?？梢哉f，bim技術(shù)路線的改革應(yīng)該是將各階段各部門有機(jī)結(jié)合，為了更有效地建立基礎(chǔ)bim，在設(shè)計(jì)bim階段考慮下游施工bim和成本bim的后期延伸，將真正有效實(shí)效項(xiàng)目全生命周期一體化bim的應(yīng)用。bim技術(shù)在施工階段的應(yīng)用障礙分析及解決對(duì)策，bim技術(shù)自引入我國(guó)建筑業(yè)以來，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況遭遇了諸多的應(yīng)用障礙，具體分析如下：bim將成為施工企業(yè)下一代主流技術(shù)，但應(yīng)用的大環(huán)境還不夠成熟。我國(guó)現(xiàn)有的鐵路建設(shè)行業(yè)體制不統(tǒng)一，缺乏較完善的bim應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

5、，加之業(yè)界對(duì)于bim的法律責(zé)任界限不明，導(dǎo)致建筑行業(yè)推廣bim應(yīng)用大環(huán)境不夠成熟。項(xiàng)目全壽命周期統(tǒng)籌管理不足，使bim技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮不足。我國(guó)建筑業(yè)內(nèi)對(duì)bim技術(shù)的應(yīng)用有明顯的分段現(xiàn)象，各階段各參與方自成一派建立bim模型，形成了大量的重復(fù)工作的浪費(fèi)以及模型的不統(tǒng)一性使得全壽命統(tǒng)一管理失去可能。以設(shè)計(jì)方為主不足以實(shí)現(xiàn)bim的全面應(yīng)用。施工單位對(duì)bim技術(shù)的使用往往流于表面，為了在投標(biāo)過程施工單位bim技術(shù)路線照?qǐng)D建模autocad施工圖自動(dòng)轉(zhuǎn)換（大部分）不易轉(zhuǎn)換施工企業(yè)商務(wù)成本部門魯班，廣聯(lián)達(dá)等工程算量成本預(yù)算深化設(shè)計(jì)，施工工藝工序計(jì)劃進(jìn)度，安全質(zhì)量模擬等施工企業(yè)土建、安裝、技術(shù)部門archi

6、cadrevit等，建模價(jià)值主要是充門面中標(biāo)，而后并不會(huì)實(shí)際運(yùn)用bim技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行管控。也有的情況是：施工單位不重視bim人才的培養(yǎng)和管理，認(rèn)為這些耽誤時(shí)間，純屬虛的，對(duì)相關(guān)模型的建立和運(yùn)用bim進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的實(shí)施因管理理念和人才原因心有余而力不足，實(shí)際操作下來效果與期望值相差甚遠(yuǎn)。針對(duì)上述應(yīng)用障礙，結(jié)合公司施工專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀提出下列建議：針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的建筑行業(yè)體制不統(tǒng)一，缺乏較完善的bim應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的情況：政府和行業(yè)應(yīng)整體推進(jìn)推廣bim應(yīng)用工作。bim是工程項(xiàng)目管理信息化的重要發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)信息集成與共享，政府應(yīng)積極提倡并參與制定bim應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，積極完善并統(tǒng)一建筑業(yè)行業(yè)體制，并實(shí)

7、行bim技術(shù)人員注冊(cè)制。針對(duì)項(xiàng)目全壽命周期統(tǒng)籌管理不足，使bim技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮不足的現(xiàn)象：加強(qiáng)項(xiàng)目全過程各參與方之間的協(xié)同工作，推動(dòng)bim應(yīng)用技術(shù)路線的一致性改革，減少重復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)全壽命周期的統(tǒng)一的bim模型應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)bim技術(shù)的價(jià)值的充分發(fā)揮。針對(duì)建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各參與方對(duì)bim積極性不同的現(xiàn)象，應(yīng)由政府和行業(yè)協(xié)會(huì)等部門加強(qiáng)bim技術(shù)的應(yīng)用推廣，效仿西方國(guó)家確立相關(guān)法律法規(guī)或者管理?xiàng)l例，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的bim應(yīng)用體系建設(shè)，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)bim應(yīng)用的最大效益結(jié)語(yǔ)目前bim技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展還處于起步階段，仍存在著全壽命中后期統(tǒng)一應(yīng)用不足導(dǎo)致的bim技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮不足的問題，以及各企業(yè)b

8、im技術(shù)路線不成熟浪費(fèi)嚴(yán)重等問題2。1針對(duì) bim技術(shù)在施工階段從3d實(shí)體到4d施工模擬再到5d成本控制的應(yīng)用方法和效果，并且對(duì)bim技術(shù)在施工階段的應(yīng)用障礙進(jìn)行分析并初步探索制定了以下幾點(diǎn)措施：1.1 提供了全新三維狀態(tài)下可視化的設(shè)計(jì)方法bim技術(shù)下的建模設(shè)計(jì)過程是以三維狀態(tài)為基礎(chǔ)，不同于cad的基于二維狀態(tài)下的設(shè)計(jì)。在常規(guī)cad狀態(tài)下的設(shè)計(jì)，繪制四電工程用房、信號(hào)、通信、電力供電系統(tǒng)等構(gòu)件沒有構(gòu)件屬性，只有由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的封閉圖形。而在bim技術(shù)下繪制的構(gòu)件本身具有各自的屬性，每一個(gè)構(gòu)件在空間中都通過x、y、z坐標(biāo)各自的獨(dú)立屬性。設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)師構(gòu)想能夠通過電腦屏幕上虛擬出來三維立體圖形

9、，達(dá)到三維可視化下的設(shè)計(jì)。同時(shí)構(gòu)建的模型具有各自的屬性，如線纜敷設(shè)，點(diǎn)擊屬性可知線纜的位置、尺寸、高度、線徑、根數(shù)等，這些屬性通過軟件將數(shù)據(jù)保存為信息模型（階段bim），也可以由其他專業(yè)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，提供了協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)3。1.2 提供各個(gè)專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)首先，在傳統(tǒng)條件下四電專業(yè)間的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不能相互導(dǎo)出和導(dǎo)入，使四電工程和站前橋梁、路基等土建專業(yè)缺乏相互的協(xié)作，即使設(shè)計(jì)院內(nèi)部通過大量的技術(shù)把關(guān)，也只能解決建筑和結(jié)構(gòu)間的構(gòu)件尺寸統(tǒng)一問題，對(duì)于管道預(yù)埋、接觸網(wǎng)支柱底座預(yù)制、線纜爬架、線纜管溝等都只能在施工過程中進(jìn)行修改。因此各專業(yè)圖紙間的矛盾眾多，導(dǎo)致施工過程中變更加大，施工單位在施工過程

10、中協(xié)調(diào)難度增加;設(shè)計(jì)單位不斷調(diào)整設(shè)計(jì)變更增加工作量，造成工程成本增加，變更后的四電專業(yè)出現(xiàn)大量返工，短時(shí)間達(dá)不到業(yè)主要求。在bim技術(shù)下的設(shè)計(jì)，即可將數(shù)據(jù)保存為bim信息，導(dǎo)入結(jié)構(gòu)工程師、通信、信號(hào)、電力供電工程師專業(yè)數(shù)據(jù)，由結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算，四電專業(yè)工程師同時(shí)進(jìn)行各自專業(yè)設(shè)計(jì)。在站前線路和結(jié)構(gòu)專業(yè)都完成后，將包含專業(yè)數(shù)據(jù)的bim信息導(dǎo)入通信、信號(hào)、電力供電專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化4。在設(shè)計(jì)過程中就能夠進(jìn)行各個(gè)專業(yè)間的有效協(xié)調(diào)，避免各個(gè)專業(yè)間的構(gòu)件矛盾。1.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段項(xiàng)目參與各方的協(xié)同工作傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)條件下，圖紙中圖元本身沒有構(gòu)件屬性，都是一些點(diǎn)、線、面。項(xiàng)目業(yè)主、造價(jià)咨詢單

11、位要從各自角度對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上的測(cè)算和優(yōu)化，需要造價(jià)咨詢單位將二維圖紙重新建模，建立算量模型，花費(fèi)大量的時(shí)間和人力。同時(shí)設(shè)計(jì)方案修改后，造價(jià)單位需要重新按照二維圖紙進(jìn)行模型修改，導(dǎo)致不能及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)算項(xiàng)目成本。在bim條件下，設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出bim數(shù)據(jù)，造價(jià)單位用bim條件下的三維算量軟件平臺(tái)，按照不同專業(yè)導(dǎo)入需要的bim數(shù)據(jù);迅速地實(shí)現(xiàn)了建筑模型在算量軟件中的建立，及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出工程量，并測(cè)算出項(xiàng)目成本;設(shè)計(jì)方案修改后，重新導(dǎo)入bim數(shù)據(jù)，直接得出修改后的測(cè)算成本5。2結(jié)束語(yǔ)總之，bim技術(shù)在現(xiàn)代建設(shè)施工中有著非常重要的作用，將bim技術(shù)充分融合在施工的設(shè)計(jì)階段、施工階段以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，可以有效保證建筑工程的質(zhì)量，提高工程的效率，加強(qiáng)對(duì)工程的管理和控制，為企業(yè)降低成本，使得企業(yè)可以獲得更好的效益。參考文獻(xiàn)1 寇雪霞.基于bim技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期造價(jià)管理研究d.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2016.2 劉春鵬.bim在大型建筑工程項(xiàng)目全生命周期管理中的應(yīng)用研究d.天津：天津大學(xué)，2017.3 李玉娟.bim技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究d.重慶：重慶大學(xué)，2008.4 劉照球，李云貴.建筑信息模型的發(fā)展及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用j.建筑科學(xué)，2009，5（1）：96-99.5 豐亮，陸