BIM技術在橋梁工程造價管理中的應用研究——以興福大路高架橋工程項目為例摘要目前，高架橋在我國的城市道路建設中得到了廣泛的應用，但從原理上來說，高架橋的施工有一定的難度和技術難度。但現在，隨著互聯網技術的飛速發展，借助信息技術的優勢，展業也得到了發展，BIM技術在高架橋施工中的應用得到了充分的體現。針對高架橋工程工期短、技術要求高、道口多、工程量大的難題，采用BIM技術，利用Revit軟件構建了高架橋的三維可視化模型，實現了工程量統計分析，并輸出二維圖紙，用于指導施工關鍵詞：高架橋；BIM；模型

1引言目前，高架橋在我國的城市道路建設中得到了廣泛的應用，但從原理上來說，高架橋的施工有一定的難度和技術難度。但現在，隨著互聯網技術的飛速發展，借助信息技術的優勢，展業也得到了發展，BIM技術在高架橋施工中的應用得到了充分的體現。目前，這項新技術已經從最初的工程設計轉向了工程建設的早期階段，它可以將建筑工程的信息化建設推向一個新的高度，從而提高建筑業的技術和管理水平。BIM技術有其自身的優點：可視化程度高、協調能力強、數據集成程度高。現在，BIM技術已經在許多大項目中得到了應用，比如莫高窟游客中心，昆明生態城，杭州奧林匹克博覽城主體育場，上海中心，都是利用BIM技術取得巨大成功的項目。而高架橋是公路建設中的核心骨干，是解決城市道路交通擁堵問題的重要設施。因此，高架橋的重要性不可小覷。此外，高架橋的承載力、受力復雜，內部構件眾多，施工難度大，因此在橋梁工程中合理應用BIM技術顯得尤為重要。本文以新區新型城鎮化建設項目幸福大路高架橋工程為實例，對BIM技術在高架橋施工中的應用進行了探討。2BIM技術的概念2.1BIM技術相關理論介紹2.1.1BIM技術的概念BIM技術是指在項目規劃、決策、設計、施工、維護、維護、拆卸等各個環節中運用的一種技術，它是一種以三維設計為基礎，取代了傳統的平面設計，有效地克服了平面設計中存在的部件沖突、信息傳輸等問題。BIM技術是一種能夠實現工程項目信息共享的知識資源平臺。BIM技術是繼CAD之后，建筑領域發生的一場新的變革，這場變革將會對世界各地的建筑產業產生巨大的沖擊。BIM技術能夠在工程全生命周期內進行全面的信息管理。將工程建設項目的相關管理行為與信息相結合。建筑信息模型可以對建筑結構進行日照分析、外圍護結構的熱傳導分析等實際工程分析。利用BIM技術建立的三維模型，在三維模型中添加四維時間，可以實現對施工任務的可視化、施工方案的制定和優化，降低施工的風險。BIMSD技術是以BIM4D模型為基礎，增加了成本維度，突破了以往的形式主義的建模方法，對BIM技術的可視化虛擬建筑進行了重新定義，該系統能夠在項目實施前，對施工組織方案、資金使用計劃、材料和勞動力需求計劃進行預測，并在前期發現問題并進行優化處理。BIMSD模型是工程量、進度、造價等數據的綜合，它不但可以完成工程量的統計，而且可以將三維可視化模型與WBS工程相結合，從而對工程進度和造價進行實時監測。2.1.2BIM技術的特點BIM技術具有可視化、全面化、協調性和模擬性的優點。1)可視化。也就是我們所謂的信息參數具體化，BIM技術主打的就是信息模型的建立。將工程中的圖紙信息，以三維立體的模式全新的展現出來，讓大家方便觀看有一個直觀的感受，而不是通過大腦想象來完成圖紙的構建。2)全面化。由于施工項目具有廣泛而復雜的特性，使得項目建設不可能由一名或一名專業人員來完成。建設項目需要各方共同努力，所謂“建設、設計、施工、監理、勘察”五個方面，這就意味著，一個項目的建設，必須要有多方的配合。(3)協調性：BIM技術中的協調性非常重要，業主、設計、施工單位之間都有協同工作，如果出現了施工中出現的問題，就需要各方召開會議，分析原因，提出修改意見，采取適當的解決方案。(4)仿真：BIM能夠模擬建筑的外形和實際操作，例如節能、熱傳導、安全通道疏散、日照模擬等；施工階段，通過BIM4D技術進行施工組織計劃和進度的模擬，從而確定施工組織的合理、接近實際的施工組織；從工程建設的角度來看，由于各方面的協調和溝通存在著問題，致使圖紙資料中的設計資料，在各方面的認識上存在分歧，從而產生沖突。在實際工程中，出現了很多干擾問題。2.2BIM技術在工程計量方面的優勢2.2.1工程計量原理工程計量，就是用清晰的計量單位計算工程量。工程造價中的耗資是一個很大的概念，它是一種非常復雜的工程造價，它是一項非常耗費時間和精力的工作，它不僅要耗費大量的時間和精力，還要保證精確，不能因為計算的速度太快而忽視工作量，計算的速度和精度直接影響到工程的預算。所以，工程量的計算要認真、準確地完成。2.2.2用BIM計量高架橋工程BIM技術在高架橋工程建設中的運用，可謂是如魚得水，各方面都有其優越性。而傳統的應用軟件數量有限，由于技術上的限制，往往采用Word或者Excel等文件進行數據存儲，因此，這些數據往往是獨立的，從而提高了工程造價人員的工作量。反之，通過BIM技術在數據定制檢查層面上的優勢，通過BIM組件的維護和擴展數據庫的鏈接，實現了BIM組件的BIM組件的開發。BIM的巨大數據庫不但可以涵蓋橋梁運行的全部數據，還可以為其他部門提供數據共享。由于大數據可以對數據進行實時、高效地處理，從而為項目的建設和管理提供了一個合適的起點，同時還可以衍生出許多新穎的、獨特的、具體的、影響到工程造價和工期的操作步驟。利用BIM技術在網絡體系中的絕對優勢，建立材料和市場價格之間的聯系，從而實現對高架橋項目的工程測量。既節省了建設工期，又節省了資金，確保了高架橋的施工方案和降低開發費用的防范。3興福大路高架橋工程項目簡介3.1建安工程管理咨詢有限責任公司簡介位于朝陽市的建安項目管理顧問有限公司。公司于二零零一年七月十日正式成立，擁有三百萬元的注冊資金，不斷為顧客提供優質的產品、技術支持及服務，公司是一家專業的收費顧問公司，為顧客提供優質的售后服務。3.2新型城鎮化建設項目興福大路高架橋工程簡介工程從2016年開工，工程范圍為：興福大道、興福大路高架，位于新區北湖區，工程西側為京哈高速公路以東，物流西側，東到福德大街以東，東到東邊，全線貫通，全長6.1公里(不含北遠達立交工程、中科大街延長線立交工程、涉鐵工程)。從東西走向北遠達大街，長德街，福慧街，福壽街，福昌大街，福水街，福音街，福德大街。在高架橋的東側，福昌大街西側，福音街西側，福德大街東側。福昌大道下穿隧道，垂直于主干道的中線。主干單幅箱房。本工程的工程內容和規模包括道路、排水、橋梁及附屬工程。其中，公路工程：鋪設機動車道324231.7平方米，非機動車道27793.7平方米，人行道57623.29米；橋梁：種植綠化428658平方米，其中主線橋120356平方米，匝道橋10080平方米箱涵877平方米；排水工程：鋪設雨水管道31070米，污水管道16279米，箱涵2324米；綠化工程：種植綠化428658平方米，交通工程：鋪設6.1公里；照明工程：架設路燈1295盞。4興福大路高架橋工程項目BIM建模的問題分析4.1興福大路高架橋工程項目中繪圖問題分析首先是繪圖的問題，隨著我國的運輸發展速度越來越快，道路和橋梁的數量也越來越多，目前我國在高架橋和城市規劃中采用的銜接式圓弧高架，由于其結構復雜，其規律性并不好。現在許多設計院還在使用手工繪制高架橋，既費時又費力，而且對高架橋的設計還不能實現。雖然目前為止，各種不同的橋梁繪圖軟件都被研發了出來，能夠滿足不同的高架橋的需求。大多數高架橋的繪制都是以結構設計為主要內容的，對于一般構造圖、異形鋼筋圖的繪制還缺乏深入的研究，并且在繪圖界面和功能上的不足，幾乎無法完成工程圖。即使通過自動繪圖技術，成功地畫出了一座高架橋，但由于其結構的特殊性，以及對高架橋的設計進行了大量的修改，其作用并不明顯。因此，在高架橋施工中，繪圖是一個很大的難題，也是一個很大的瓶頸。因此，這對于我國提升高架橋的設計水平具有重要意義。4.2興福大路高架橋工程項目中設計階段問題分析4.2.1設計方案較為落后在高架橋設計、施工壽命、安全指標等方面，很多企業都在借鑒國內外的成功經驗。但在實際設計中，大部分設計師都會假借“借鑒”的名義，將自己的經驗和做法運用到自己的項目中去，雖然這樣做可以節省設計費用，但也有一個缺點，那就是設計不能突破創意。4.2.2仍未考量高架橋全過程可持續周期的安全穩定性報告高架橋的設計，最重要的就是安全性，因為它需要運送很多的車輛，所以這個重要的原理也是設計師們非常重視和嚴格遵循的。然而，很多橋梁設計者在工程建設、運行、維修等全過程中都沒有考慮到安全問題。在橋梁的總體美感上，只注重外觀的外觀，嚴重影響了整體的安全性，違背了建筑的最基本的安全性。4.2.3使用壽命受到影響為了保證最終的橋梁在正式投入運行后，能夠合理地延長其使用壽命，提高其設計壽命。因此，在設計過程中，不僅要對國內外工程的相關數據進行歸納，還要對工程的后續維修進行全面的分析。全國約有1/3是不安全的，10萬多座是危險的。橋梁的后期維修工作，將會對橋梁的使用壽命產生直接的影響，這是目前一些設計者所欠缺的。4.2.4不充沛的承載能力富余量有些設計者沒有充分的考慮到橋梁的結構和承載能力，而且在建造的時候可能會有一些錯誤，也沒有提前做好應對措施。4.2.5功能外觀欠缺平衡性現在的橋梁也是一種手工藝，越來越多的橋，都需要漂亮的造型，既要符合建筑的本質，又要有實用價值。但是有的時候，設計者往往會發現兩者不能兼顧，這就導致了高架橋與外觀設計之間的不協調，導致了在實際設計中往往會顧此失彼，造成設計方案不夠實用，也不夠美觀。5BIM技術在幸福大路高架橋工程項目中的應用研究5.1設計階段的應用5.1.1協同設計，提高效率在傳統的設計階段，設計人員通過CAD等平面工具進行繪制，然后通過建模人員導入，建立基本模型，然后將模型提交給其他專業，并在此基礎上增加其他工程數據，但是在導入時，不可避免地會遇到數據不兼容、程序協議不統一、構件導出缺項、管線設計交叉、沖突等問題。這些問題的任何一個都將給后續的協調管理帶來困難。在設計階段，利用BIM技術的可視化特點，多個專業根據流程進行協同設計，各部門都能參與，實時上傳數據，解決沖突積不相容的問題，可以及時處理，并將工程中發生的沖突和沖突記錄下來，這樣可以讓設計者更好地解決，節約時間和費用。協同設計是目前在建筑工程領域經常被提到的一個重要理念。建筑項目的順利實施需要多個專業之間的協作與配合，包括建筑設計、結構設計、MEP設計等，而每個專業都有自己的特點，如何將它們協作在一起，在同一個建筑項目中發揮各自的優勢，這是每個項目參與者都應該考慮的問題。協同設計--直是BIM的核心理念,基于BIM的多專業協同設計就是為了尋找一種可以讓建筑項目各個專業可以在同-一個平臺上效率高、錯誤少并且成本低的協同工作方法。協同設計的核心是承載項目信息數據的創建、傳遞和管理。值得一提的是，協同設計與傳統意義的“合作設計”是不一樣的，BIM的協同設計是以三維數字信息為基礎的，體現了信息化社會背景下人們的協作分工的新理念。5.1.2參數化建模，實現設計目標基于BIM技術的高架橋設計會給設計師或者是設計工作帶來較大改變。具體來說，在方案設計階段，在BIM技術的三維可視化環境下，結合參數化設計的集合驅動或特征模型造型，高架橋設計師能交互式設計高架橋形體，設計環境、可操作性都優于傳統的二維設計。尤其是Revit從2009版本以后推出的體量設計這一方案設計工具，在處理復雜高架橋造型時表現出了強大的設計能力。本文將在第四章高架橋建模中具體說明如何用體量設計進行高架橋方案設計。傳統的設計流程是高架橋設計師在完成方案設計后又要對模型進行計算，對于模型的優化調整再反映到二維圖紙上，設計師的任務可謂繁重。而BIM技術的核心是基于同一個三維信息模型，目標是實現在該信息模型中，通過一個模型完成方案設計，結構驗算，施工圖出圖和材料數量統計，并為各專業配合預留接口，為效果圖制作提供可用性更高的數據文件。本節主要探討基于BIM技術的高架橋建模區別于傳統二維設計的幾個方面:基于“族”的參數化建模、協同設計、鋼筋設計、工程量統計、圖紙輸出。5.1.3造價控制，節約成本在工程造價管理中，工程造價控制的重要性在于：在保證開發商和工程質量的同時，在工程建設中如何兼顧其本身的特點和設計需求，從而達到節省投資的目的。在工程實施過程中，對工程造價進行有效地控制，可以使后期的工程運行維護工作事半功倍。BIM技術可以在建筑的設計階段實現對建筑本身的成本進行數字化的分析，并利用計算機仿真對建筑的能源消耗進行預測，將建筑的地理位置、光照強度、外部溫度以及后期的采暖通風、照明等因素綜合考慮，從而實現對建筑的節能成本的提前預測。BIM的可視化特征能夠在智能建筑設計中，對可能發生的沖突和不協調的不相容問題進行預先修改，從而間接地減少了后期的協同改造費用。清晰、細致地控制工程造價，有利于減少項目成本，提高企業效益。5.2施工階段的應用5.2.1方會審，技術交底圖紙會審是工程建設中的一個關鍵環節，其目的是通過對設計圖紙的審核，并及時糾正每一個環節中的錯誤和沖突。在智能建筑的建設中，由于涉及到的行業太多，工作量太大，難免會產生一些偏差和沖突，而傳統的二維模型并不能很好地解決這些問題，所以通過BIM模型來直觀地分析，可以更好地解決這些問題。通過BIM模型進行多個專業的圖紙審核，可以很容易的找出設計中有沒有沖突，也有可能出現的問題，一旦出現問題，就可以進行修正和協調，既節約了工期，又減少了后期的協調費用。5.2.2計劃編制，進度控制智能建筑施工進度計劃需要考慮多個分包，多道工序以及多種施工工藝等問題，因此并不是由某個專業獨立完成的，應由聯合建設單位牽頭，設計方、施工方、監理方、供貨方共同參與計劃編制。施工進度計劃的編制直接決定工期與質量，項目管理者對整個施工過程進行把控也需要依據施工進度計劃。利用BIM技術建立的信息模型，實現了基于時間軸的4D推理，并對整個工程的全過程進行了仿真，從而為每一階段的具體工作制定了一個合理的進度計劃。通過仿真工程的實際施工進度，與4D模型的時間節點相匹配，根據當前的施工進度，合理安排剩余工期，確保現場的協調，防止窩工，停工。5.2.3質量管理與傳統建筑相比，智能化建筑的施工質量管理具有較高的難度和較高的專業化水平。由于其涉及的專業種類眾多，使得工程量大，導致項目分項目數量眾多，容易忽略細節問題，忽略關鍵環節。傳統的質量規劃僅靠平面圖、抽象的描述方式無法有效地發現項目中的問題。BIM技術可以使產品從抽象到可視化，在設計階段，將各專業技術組件引入到BIM模型中，通過信息的共享和溝通，通過計算機對遇到的問題和部件的不協調進行及時的處理，快速地進行最優設計，達到圖紙模型的零沖突，降低后期的返工。在傳統的質量計劃設計階段，在BIM技術的指導下，根據施工過程和流程，詳細到設備進場、材料采購、施工現場的規劃，并對模擬環節出現的問題進行記錄分析，進一步優化管理方案。5.2.4BIM5D協同項目管理BIM5D是將資源、成本、進度、組織、工序等關鍵信息整合在一起，實現對工程項目的仿真管理。在BIM的基礎上，加入了進度和費用的兩個維度，以便于對工程項目的進度和費用進行精確地控制。智能化大樓的體量大、專業多、工期較長，更適合于BIM5D平臺，實時監控工程的進度，并以可視的形式呈現各階段的完成情況，自動匯總、分析現階段的工作，一旦發現有什么問題，就會立即進行修正。在工程管理中，采用BIM5D模式，實現了工程進度的實時調整，及時分析了工程進度，實現了工程資源的有效配置。在智能化大樓完工后，將BIM的總體模型交付，便于以后的運營管理。完工后，可以將全部的歷史資料，包括分部分項的驗收記錄，以便以后有質量問題時，可以追溯到源頭。6結論在興福大路高架橋工程中，BIM技術在圖紙設計階段的應用，既能為業主提供設計服務，又能快速地獲取項目的關鍵信息，使課題的研究更具普