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基于BIM技术的市政道路桥梁全生命周期管理研究

高开蓉
  
百家媒体号
2023年62期
身份证号 510183198509250081

摘要:随着城市化进程加速,市政道路桥梁作为基础设施的重要组成部分,其全生命周期管理面临着复杂性与效率的双重挑战。BIM技术以其数据集成、协同工作与信息共享的优势,为市政道路桥梁全生命周期管理提供了新的解决方案。本文旨在探讨如何基于BIM技术实现市政道路桥梁从规划、设计、施工、运营到维护的全链条精细化管理,以提升工程质量和管理效能。

关键词:BIM技术;市政道路桥梁;全生命周期管理

一、BIM技术概述及其在市政道路桥梁管理中的价值

(一)BIM技术特征

1.三维可视化:BIM模型以三维形式呈现建筑物实体及内部结构,直观展现各构件的空间关系、尺寸属性、材质纹理等细节,突破了传统二维图纸的局限,有利于提高项目各方对设计方案的理解与沟通效率。

2.数据集成与互操作性:BIM模型不仅包含几何信息,还嵌入了丰富的非几何属性数据,如材料性能、成本信息、施工方法等。这些数据通过统一的数据标准和接口实现跨软件平台的无缝对接与交换,促进项目各阶段的信息共享与协同工作。

3.动态模拟与分析:基于BIM模型,可以进行日照、能耗、结构受力、人流疏散等多种工程分析,实时评估设计方案的性能指标,为优化决策提供科学依据。

4.全生命周期管理:BIM技术贯穿于建筑项目的全生命周期,从前期规划、设计、施工直至后期运营维护,持续更新与整合项目数据,实现对建筑物状态的实时监控与精细化管理。

(二)BIM技术在市政道路桥梁全生命周期管理中的应用价值

1.提高设计质量与效率:BIM技术通过三维协同设计,可避免传统二维设计中可能出现的碰撞冲突,确保设计方案的准确性与完整性。同时,BIM模型支持参数化设计与实时修改,显著提升设计变更的响应速度。

2.精确控制成本与工期:基于BIM模型进行工程量统计、成本估算与进度计划编制,能够实现对项目成本与工期的精细化管理,有效预防超预算、延期等风险。

3.优化施工过程与安全管理:运用BIM进行施工模拟与现场管控,可提前预见施工难点,制定针对性解决方案,降低施工风险。此外,通过BIM技术实时监控施工现场,及时发现并处理安全隐患,提升工程安全水平。

4.提升运营维护效率与服务质量:基于BIM的设施运维管理平台可实时获取设施状态信息,实现故障预警、快速定位与高效维修。同时,结合物联网、大数据等技术,BIM模型可支持设施性能评估、维护策略制定等高级应用,提升市政道路桥梁的运营效益和服务水平。

(三)国内外BIM技术在市政道路桥梁领域的应用现状与趋势

1.深度集成与智能化:BIM技术将进一步与物联网、人工智能、云计算等先进技术深度融合,实现对市政道路桥梁的智能感知、远程监控、自主诊断等功能,推动全生命周期管理向更高智能化水平发展。

2.标准规范体系完善:随着行业对BIM技术认识的深化,相关标准规范将逐步健全,为BIM在市政道路桥梁领域的规模化、规范化应用提供有力保障。

3.人才培养与产业生态构建:政府、企业和教育机构将加大BIM技术人才的培养力度,同时鼓励企业间合作,构建开放、共赢的BIM产业生态系统,推动技术成果共享与行业整体进步。

二、基于BIM技术的市政道路桥梁全生命周期管理框架

(一)规划阶段:BIM技术辅助决策支持

在规划阶段,BIM技术可应用于场地分析、方案比选、环境影响评估等方面,通过构建三维数字城市模型,直观展示拟建市政道路桥梁与周边环境的关系,支持多方案的可视化比较与综合评价。此外,BIM模型还可进行交通流量预测、土地利用规划等复杂分析,为规划决策提供科学依据。

(二)设计阶段:BIM技术驱动协同设计与性能优化

设计阶段,BIM技术的核心作用在于支持多专业协同设计,通过建立共享的设计模型,确保各专业之间的信息同步与协调。同时,设计师利用BIM模型进行结构分析、能耗计算、景观效果模拟等多领域专业分析,不断优化设计方案,实现性能指标的最优化。

(三)施工阶段:BIM技术实现施工模拟与现场管控

施工阶段,BIM技术被广泛应用于施工组织设计、进度管理、质量管理、安全管理等多个环节。其中,施工模拟是重要应用之一,通过预演施工过程,预测潜在问题,优化施工方案。此外,基于BIM的现场管控系统实时监测施工进度、材料消耗、设备状态等信息,确保施工活动有序进行,提升施工效率与质量。

(四)运营阶段:BIM技术支撑设施运维与资产管理

进入运营阶段,BIM模型成为设施运维管理的重要工具。通过集成传感器数据,BIM模型实时反映设施状态,支持故障预警、快速定位与精准维修。同时,BIM技术结合资产管理软件,实现设施资产的全生命周期跟踪、维护计划制定、成本核算等功能,提升运维管理效率与服务质量。

(五)维护阶段:BIM技术指导预防性维修与寿命预测

在维护阶段,BIM技术结合物联网、大数据等手段,对设施状态进行实时监测与数据分析,实现预防性维修。此外,通过对历史维护数据与设施性能数据的挖掘,BIM模型可支持设施剩余寿命预测,为制定合理的维护与更新策略提供科学依据。

三、BIM技术在市政道路桥梁全生命周期管理中的对策

(一)数据标准化与信息集成对策

1.推动数据标准统一:倡导并积极参与国际、国内BIM数据标准的制定与修订工作,推动行业广泛采纳与实施IFC、COBie等通用标准,提升模型数据的互操作性。

2.构建统一信息平台:开发或选用支持多源数据接入、统一数据模型、开放API接口的BIM信息平台,打破数据孤岛,实现全生命周期信息的集中管理和高效共享。

3.制定专项数据标准:针对市政道路桥梁领域特点,研究制定涵盖规划、设计、施工、运维等阶段的专项数据标准,确保关键信息的完整记录与有效集成。

(二)项目参与方协同工作对策

1.强化协同意识与文化:通过培训、研讨会等形式,提升项目各方对BIM协同价值的认识,培育开放、共享、协作的工作文化。

2.建立协同工作机制:明确各参与方在BIM工作中的角色、职责与协作流程,采用BIM协作平台,实现任务分配、进度跟踪、问题反馈等在线协同管理。

3.完善协同激励机制:通过合同条款、绩效考核等方式,将BIM协同效果纳入项目评价体系,激发各方主动参与协同工作的积极性。

(三)技术人才短缺与培训对策

1.加强人才培养与引进:鼓励高校增设BIM相关课程,与企业合作开展实习实训;引导企业设立BIM岗位,吸引并培养复合型技术人才。

2.完善培训体系与资源:开发针对市政道路桥梁全生命周期管理的BIM培训课程与教材,利用线上线下相结合的方式,提升从业人员的BIM技术应用能力。

3.推动职业资格认证:建立健全BIM技术职业资格认证体系,为人才选拔、晋升、考核提供权威依据,促进人才市场的规范化发展。

(四)法规政策与标准规范对策

1.加快立法进程:研究出台鼓励BIM技术应用的法律法规,明确各方权利义务,为BIM技术的推广提供法律保障。

2.完善标准体系:制定覆盖全生命周期的市政道路桥梁BIM应用标准,包括数据标准、模型交付标准、协同工作标准等,为项目实施提供技术指导。

3.强化政策引导与支持:通过财政补贴、税收优惠等政策措施,激励企业采用BIM技术,推动行业转型升级。

参考文献:

[1]王树臣,刘文锋.BIM+GIS的集成应用与发展[J].工程建设,2017,49(10):16-21.

[2]吴露方.基于BIM的桥梁全生命周期管理研究初探[J].土木建筑工程信息技术,2013,5(06):17-21.

[3]吴露方.基于BIM的桥梁全生命周期管理研究初探[A]信息化推动工程建设工业化——第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集[C].中国土木工程学会计算机应用分会、中国图学学会土木工程图学分会、中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会,中国土木工程学会,2013:6.

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