BIM技术在土木工程中的应用分析

BIM技术在土木工程中的应用分析

罗永华

内蒙古电力建设（集团）有限公司 内蒙古 呼和浩特市 010000

摘要：BIM技术在欧美国家发展得很快，但在中国发展起步较晚，群众对其了解也比较模糊，他们普遍认为这种模型只是单纯地将数据整合在一起。为了加快BIM技术在土木工程中的深入应用，获得更好的应用效果，需要不断落实该项技术的宣传，规范技术管理，加强技术培训，不断优化技术模拟。基于此，本文对BIM技术概述以及BIM技术在土木工程中的应用进行了分析。

关键词：BIM技术；土木工程；应用研究

近年来，随着我国社会的稳定发展，土木工程项目的数量不断增多，建筑行业竞争越发激烈，工程施工朝着信息化的方向迅速发展。目前，超大规模工程的施工与管理仍然存在一些问题，而BIM(建筑信息模型)技术提供了解决这些问题的方法。我国BIM技术的发展还不成熟，但由于国家和社会对这方面的重视，近年来我国BIM技术应用有了较大进步。

1 BIM技术概述

BIM技术最早起源于美国，随后被世界各国广泛应用。BIM技术的本质是可以收集项目各阶段的数据信息构建信息共享平台，为项目的所有参与者和项目的不同阶段提供相关的参考信息，从而保证项目各环节之间的有效衔接，实现协同运作。

从BIM技术的应用实践总结来看，BIM技术首先是一种数据模型。数据模型的构建以工程数据为基础，既涉及工程几何信息，也涉及工程非几何信息。比如土木工程中包含了一些构件的尺寸信息和定位信息，BIM技术可以基于这些信息建立三维模型，使之以3D的形式呈现。但在工程中，各种数据信息是相互关联的，数据信息的任何变化都可能导致工程参数的一系列变化，而BIM技术可以有效保证数据信息变化的协同性和准确性[2]。项目中的非几何信息会随着项目的实际施工情况和项目结构的类型而有所不同，BIM技术可以很好的展示和记录这些数据和模型的差异。

2 BIM技术在土木工程中的应用

2.1 工程建设信息化模型的建设

BIM技术在土木工程施工建设中的首要应用环节便是相关工程模型的建设，并且可以将包括主体结构、机电设备、内外装饰工程等材料的各专业模型分别建立，为后续的各施工环节施工以及总体分析提供可靠的数据和信息支持。以BIM技术为基础形成的土木工程三维模型并非一种纯粹的工程三维模型，其中也包括了构件对象和非构件对象的相关数据信息，最终能够形成与工程实际设计意图完全一致的工程数据信息库。在使用BIM技术建设土木工程三维立体模型的过程中，相关人员需要优先划分不同专业模型的工作集，为后续的数据处理提供相应支持，并且使用不同颜色进行工作集的标注。出于相关人员都能够及时调用各项工作集数据的考虑，需要设计人员针对不同专业的工程模型进行针对性的命名。模型精度则需要结合工程设计质量和数据精度方面的要求，根据目前标准的相关级别进行设定。考虑到BIM数据信息在长时间工程建设过程中的精准性要求，需要相关人员落实三维工程模型方面的更新和维护工作。工程设计变更或者是其他形式需要进行的工程信息修改，需要相关人员在5天之内进行模型更新，对于工程中需要进行重大修改的部分则需即刻实现工程模型信息更新。通常而言，BIM技术下的工程一体化模型需要每60天进行一次更新。以BIM技术为基础形成的土木工程模型能够直观体现工程设计的基本形状和空间分布，同时土木工程各个施工部分可以随意进行放大和缩小。相关人员可以结合具体需求将不同部件的数量、尺寸、材料等信息进行调用，为后续工程施工提供了极大的便利。

2.2 监控阶段

一是审批流程要监控，利用BIM平台完成对土建施工操作过程的过程监控。要借助VR等技术，将虚拟与现实的施工模型融合，实现工程后续施工的有效模拟操作，如温控、材料或建筑工艺等。通过事先有效的模拟操作，可以获得合理、科学的土建施工方案。二要搭建完善的信息管理平台，借助BIM中的信息存储功能，搭建包括质检、运维在内的管理平台。检测施工质量时，具体内容包括结构、温度、安全等的预警和检测功能。在工程的维护管理中，要完善土建的各项资料，建立工程档案，在此基础上配合现场检查，实现运维中的高效检查。利用信息反馈的高效数据分析，确定运维中的风险问题，有利于维护工作的高效完成和工程寿命的保障。第三，在关键施工内容的监控中应用BIM技术模拟施工作业，使风险较高的作业内容降低风险。BIM在关键节点的应用可以优化施工节点的操作流程。比如基于BIM技术对桥梁工程进行监控，可以为桥梁工程建设搭建数字化管理平台。在平台的配合下，我们可以设置生产管理、设备管理、混凝土生产管理等模块来监控这些施工过程。在桥梁工程BIM数字平台上，设置了新的产能指标，如材料损耗率、设备利用率、箱梁预制周期缩短率等，实时统计桥梁工程材料的消耗和利用率。

2.3 为土木工程项目提供管理服务

BIM技术能够通过建立模型关联等方式为土木工程项目提供管理服务。以“协同工作”为例，就是将计算机软件与土木工程信息相结合。目前大多数建筑都采用以平面形式为主的设计方式，这种设计方式难以体现出建设工程信息三维度的表达理念。.采用BIM技术可以更充分掌握建筑工程建设全过程信息，并与其相关联的相关资源进行有效融合与优化。首先，在工程设计阶段就将项目各项信息通过三维模型进行建模和展示。这就要求建筑企业需要建立相关信息数据库来指导工作人员开展工作。其次是将BIM技术应用于土木工程建设行业中。BIM技术具有较高优势：能够通过建立虚拟环境让用户对项目进行模拟规划和实施，从而方便业主在施工现场快速准确获取施工需求信息。同时，通过模型能够进行三维建模与动态展示，让每个环节都能直观地展现出结果以及变化趋势；对于施工项目来讲，BIM模型能够以时间为单位进行施工情况反映。实现施工全过程可视化控制设计方案、施工工艺。通过合理设计项目计划书、施工作业指导书以及竣工验收等各个阶段对土木工程实施动态管理；为土木工程提供及时有效解决问题指导、提供指导工作信息建议等功能；为整个项目过程提供服务支持等等。最终实现土木工程高质量建设目标以及整体目标。

2.4  成本造价管控

施工单位可以利用BIM技术在4D进度管控模型中导入成本、造价信息，构建出5D成本、造价管控模型。自此，该模型具有经济分析功能，它能够让建筑设计师、结构设计师、施工承包方进行有效沟通，预测施工成本。例如，施工单位可利用该模型进行物资采购计划分析和物资需求校核，绘制每季度、月、周当期物资需求曲线图，分析物资消耗量及物资消耗趋势，从而编制物资采购计划，排除后续物资供应风险。

3 结束语

BIM技术在土木工程中的应用可以提高工程效率，降低工程成本。在实际运行中，通过对BIM数据分析，可以为土木工程项目创建完整的三维空间数据，为项目施工奠定基础，并使土木工程项目建设进度与成本得到有效控制。通过BIM大数据分析后可以将项目信息整合到BIM技术系统中来，提高工作效率和质量。在实际运行中可以通过建立BIM模型可以更好地为项目设计、施工、运营提供数据支撑。而BIM技术也可以对项目自身情况、外部环境以及项目建设成本、风险等都能做全面考虑。

参考文献：

[1]李蕾.基于钢结构技术在土木工程中的应用研究[J].中国新技术新产品,2022(20):112-114.DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2022.20.018.

[2]程旭.超声波无损检测技术在土木工程中的应用研究——以某土木工程项目为例[J].房地产世界,2022(20):146-148.

[3]李兆斌,马蕾,苟东梅.节能环保技术在土木工程施工中的应用[J].皮革制作与环保科技,2022,3(19):160-162.DOI:10.20025/j.cnki.CN10-1679.2022-19-55.