基于BIM技术的公路工程施工管理应用研究论文_章竑骎

基于BIM技术的公路工程施工管理应用研究论文_章竑骎

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摘要:建筑信息模型Building Information Model,简称BIM,它通过采集工程项目涉及的各种相互关联基础信息数据建立信息模型,并以数字化形式模拟仿真出建筑物本身所具有的各种真实信息。它涵盖了空间关系、几何学、各种工程组件的性质及数量、地理信息系统等诸多内容,并具有可视化,模拟性,优化性,协调性和可出图性等诸多优点。

基于工程实例的BIM项目管理。通过某高速公路建设项目研究如何利用BIM技术进行施工项目管理,主要研究内容为项目进度、质量、成本控制,辅助进行该项目施工管理。

1 BIM工程进度控制应用

为了进行保障项目工程进度目标能顺利实现,我们已经应用Bentley平台建立了路线、路基、隧道、桥梁等专业BIM模型并将其整合为一个整体的BIM模型。通过平台进度计划管理功能,可编制项目施工总进度计划,在通过平台将进度计划与整体BIM模型进行管理,编制按照单位工程划分的可视化的4D施工总进度计划,然后根据实际施工进度完成情况输入实际进度,通过平台形象进度可实时观察整个项目的实际进度与计划进度对比,并以4D进度模拟的形式进行施工进度可视化展示,有利于施工计划进度实时调整,确保施工工期目标实现。具体实施如下:

(1)进度计划编制

在基于GIS+BIM的项目管理平台中,进度管理-计划编制功能对项目进行总进度计划的编制。总进度计划编制依据主要是根据项目部已编制审批完成的分部分项工程,通过单位工程、分部工程、分项工程可直接定位并编制相应计划,诸如桩基混凝土浇筑、钢筋绑扎等子分项工程,可在其中修改计划开始时间、计划结束时间即可完成分项工程施工计划。以此类推,逐个设置每个单位工程最低级别分享工程的计划施工时间,即可完成整个单位工程的施工进度计划编制,最终生成整个项目的施工总进度计划。

(2)施工总进度计划实时对比分析控制管理

项目整体BIM模型在导入基于GIS+BIM的项目管理平台之前已按照分部分项工程进行划分并且相关模型已与分部分项工程进行关联,所以施工总进度计划按照分部分项工程进行填写时,所有BIM模型已经和施工计划进行了关联,如此已经可以得到可视化的BIM 4D施工总进度计划。

随着工程项目施工实施的逐步推进,在基于GIS+BIM的项目管理平台输入工程任务的实际开始时间和实际结束时间,即可进行项目的进度计划与实际进度的可视化对比展示和控制。

将基于GIS+BIM的项目管理平台中将进度计划、实际进度、BIM 模型三者集中进行对比分析展示,可以按照整个项目的进度计划进行BIM 4D 进度控制对比分析,在进度计划执行中遇到计划调整或者工序延误,可以可视化预测整个施工工期的影响情况,项目部可以及时根据实际情况作出响应,有效的控制施工进度在控制范围内,确保施工工期目标顺利实现。

(3)BIM4D虚拟建造

基于GIS+BIM的项目管理平台通过进度计划与实际进度、BIM 模型对比分析为本工程进度目标的实现提供了强力保障,而BIM 4D 虚拟建造为本工程进度目标实现提供了双重保障。利用3D 建筑信息模型附加以时间刻度,构成4D 可视化模拟动画演示,及早发现存在的问题,合理安排场地及施工计划,为施工任务的顺利实施提供重要保障。

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BIM 4D 虚拟建造技术可以直观的看出单位工程、分部工程、分项工程之间逻辑关系是否合理,各项任务计划开始时间、计划结束时间、持续时间参数的选取是否合理,这将方便项目管理人员优化进度计划,并且通过BIM 4D 虚拟建造技术优化过的施工进度计划由于其具备BIM可视化的特点,将更有助于参与建设的各相关方充分理解施工计划,从而提高信息传递效率,确保本工程项目进度控制的理解力和执行力。

2 BIM工程质量控制应用

基于BIM的项目工程质量控制应用主要包括产品质量管理及技术质量管理。具体实施如下:

(1)基于BIM的技术质量管理

基于BIM的技术质量管理主要是通过在基于GIS+BIM的项目管理平台动态模拟施工流程,确保施工过程中施工技术信息传递不会出现偏差,监控施工质量。

本工程中利用BIM 4D 虚拟建造技术,对单位工程、分部工程、分项工程之间逻辑关系是否合理进行了提前验证,相当于在虚拟环境中对施工进行了预先演习。通过虚拟施工不仅可以检测比较施工方案,还可优化施工方案,使得施工方法可视化,施工方法可验证,施工组织可控制。利用BIM技术是作为进一步提升施工质量的重要技术手段。

(2)基于BIM的产品质量管理

基于BIM的产品质量管理主要是在基于GIS+BIM的项目管理平台中,整体BIM模型已经储存了大量的构件信息,通过平台可快速查找所需的材料及构件信息,如标高、材料设计用量,材料尺寸等,同时通过基于GIS+BIM的项目管理平台对现场施工作业进行追踪、记录、分析,监控施工质量。

在基于GIS+BIM的项目管理平台中,相关构件可配置和修改其基本信息属性及内容,例如桥梁桩基,可设置施工方式、桩径、桩长、桩底标高、设计混凝土标号及用量、设计钢筋用量等信息内容,并可以通过多种方式随时直观的展示、检阅BIM模型所包含的这些基本信息,方便工程项目质量管理。在基于GIS+BIM的项目管理平台中质量管理功能中,再把质保资料、相关检测报告、中间交验审批表等工程资料与BIM 模型进行关联,与模型一一对应,则可以形成可视化、模型化、数字化BIM 数据库,则可以快速查询BIM模型的信息,方便后续过程工程质量控制和管理,提高质量管理效率和效益。

3 BIM工程成本控制应用

在公路工程建设过程中,成本管理是施工过程管理的核心。由于日渐上涨的人力成本以及相关材料费用甚至于激烈竞争的市场环境,如何在施工过程管理中详细对资金的使用计划进行安排并进一步做好成本控制,是项目是否成功的关键考量因素之一。在本次工程中,基于BIM的项目管理平台具有成本管理功能,可根据分部分项工程对项目成本进行精细化管理。具体实施如下:

(1)运用平台建立施工成本BIM 模型。

在基于BIM的项目管理平台中,根据项目施工图纸、工程量清单,运用平台相关功能形成项目施工成本BIM模型,然后设置相关BIM模型参数,模型中各个分部分项工程所需工程量可快速统计。

(2)运用成本管理功能,对计划以及实际成本进行对比分析,有效控制成本支出。

在平台中对成本管理功能进行运用,对整个工程中每个分部工程资源消耗量进行模型与合同量价进行资源对比分析,对工程成本进行模型预算、合同价预算以及模型施工成本进行多维度对比分析,并分别绘制出各自的计划与实际时间/造价曲线,并利用BIM5D功能对实际消耗进行动态5D模拟,以便随时掌握成本动态,有效进行成本控制。

结束语:

面对建设行业尤其是公路工程建设行业的数据收集、数据处理、数据分析能力低下的现状,BIM技术将结合先进的现代化技术手段彻底解决,并结合传统的PM、ERP等系统提供基础数据,利用企业信息化系统,不仅为施工企业,同时也为设计企业、项目建设单位等项目建设相关方带来巨大效益。BIM技术在未来必将改变公路工程建设行业的生产、管理和经营方式,进一步提高建设公路工程建设行业的信息化程度,对公路工程建设行业项目管理效率带来翻天覆地的变化。

论文作者:章竑骎

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/20

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