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摘要:随着经济和科学技术的发展,BIM技术逐渐应用于工程行业,引领着中国的工程行业走向更高层次。本文分析了BIM技术应用于市政工程项目进度计划与控制的现状,并基于集成管理和系统论的思想,提出了基于BIM的市政工程项目进度管理的框架,包括基于BIM的进度管理模式、进度信息管控、基于BIM的进度信息系统,以期有效提升项目进度管理水平。
关键词:市政工程;BIM技术;进度管理
BIM是“建筑信息模型”(BuildingInformationModeling)的简称,它综合了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能,将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中,而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等的过程信息。BIM一般具有以下几个方面的特点:第一,BIM是对建筑构件数据化或智能数字化的表述;第二,BIM是一种协作程,它包含自动化的处理能力,和维护信息的关联性和一致性;第三,BIM可用于信息交换,可为建筑全生命周期提供可重复、可验证、可维持的明晰的信息环境;第四,可以产生完整的非图形数据的报告,可以持续、即时地提供可靠、高质的项目设计规模、进度和成本信息。同时,BIM能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问,使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目建设情况。这些全面、有效的信息在建筑设计、施工和管理的过程中能促使参建各方加快决策进度、提高决策质量,从而使项目质量提高,建设收益增加。
1市政工程进度管理现状
市政工程与其他工程相比有其独有的特点:市政工程所涵盖城市道路、桥梁、给排水、燃气、电力、监控、园林等,其工程设计和施工差异很大;市政工程施工具有较高的复杂程度,并且周期长,投资金额巨大,参与者众多,有着较大的项目管理难度;工程与城市生产、生活相互影响,工程受外部环境影响大,不确定因素多,容易影响工程成本和进度;市政工程事关群众生活和城市形象,因此整体施工目标高、要求严格、质量标准高。
传统模式下的进度管理工作难度较大,效果不理想,容易产生工期延误、资源浪费、经济损失等问题,将上述问题规类,主要可分为信息和管理模式两大类。信息问题产生的原因主要在于信息传递不流畅,工程建设规模日趋增大,这给工程信息的准确性、时效性以及信息的共享带来了挑战。管理模式问题产生的原因主要在于进度计划抽象,难以进行总体筹划,且对其不易进行检查;二维图纸所表现的内容容易在空间上出现碰撞和矛盾;工程量大,建设环境复杂、参建单位众多,建设周期紧,工程资源管理难度大,难以控制成本计划。
BIM可以表达出建筑的物理特性与功能特性信息化,并在建筑全生命周期中的所有利益相关者之间进行信息的管理、共享、交换,因此,BIM可以实现信息的互相分享与交换、协同工作,在提高生产效率、节约成本和缩短工期等方面发挥了重要作用,通过BIM进行市政工程的项目管理,不仅可以允许项目经理以及具备不同专业背景的项目利益相关者均获得项日最精确的信息,而且可以监视项目建设过程中的各项工作,实时调控项目的进度。但是国内BIM的研究刚起步,目前主要以设计院为主,在地铁工程当中也开始普及,但在其他市政工程上的应用并不顺利。
2基于BIM的市政工程进度管理研究
2.1基于BIM的4D虚拟建造技术实现流程
2.1.1进度计划编制。确定项目目标和范围,并对项目进行WBS分解;定义WBS中的工程活动并计算其工作量;确定各工作活动间的逻辑关系,即确定每项工作的前置任务;根据各工程活动的工作量和资源投入量等参数计算其持续时间。
2.1.23D建筑信息模型创建。利用BIM建模软件完成3D建筑信息模型的创建,模型须满足以下要求以达到实现4D虚拟建造的目的:根据实际施工中施工区域及施工单元的划分正确拆分模型;将编制的进度计划中的任务名称与模型中构件相对应;根据虚拟建造精细化程度的要求确定合适的模型精度。
2.1.34D建筑信息模型的生成。4D建筑信息模型即在3D模型基础上集成时间维度,从而将施工过程按时间进展进行可视化模拟。实现模型与进度计划链接的关键在于将工作任务附着到模型相应的几何图形上,即将工作任务与模型中的对象对应起来。附着完成后,进行模拟设置即可生成按进度计划进行的施工过程模拟动画。
2.2基于BIM的图形化施工进度管理
基于BIM的图形化施工进度管理即利用图形、模型、动画、图表等表现实际进度与计划进度的差异,比传统的方式直观形象,可提高施工进度控制的效率。
2.2.1实际施工进度信息的收集。需获取的实际进度信息内容及形式与传统方法一致,包括:实际开始及结束时间、工期受到的影响及原因、实施状况、完成程度、已消耗的资源等,其中信息的形式包括在现场拍摄的实际施工情况的照片、工程验收单、变更单、签字等相关文本资料,计算已完工程量及消耗资源等。
2.2.2实际施工进度信息的处理。基于BIM的施工进度管理利用图形、模型等直观表达实际施工进度情况,并能形象地对比实际与计划的区别。如标记BIM模型中的已完成构件,在模型中用颜色区分已完和未完工程,管理人员便可直观了解工程进展情况;在虚拟建造中加入实际进度的信息,用不同颜色表示按时完成、提前完成、滞后完成的构件;对比扫描获得的实际建筑模型与事先创建的BIM模型,以发现实际施工与设计的差异,找出施工中的问题。
2.3基于BIM的可视化施工模拟
2.3.1工程地质条件模拟。市政工程包含路基、涵洞、排水系统等,不确定因素多,地质条件复杂,动迁量大,施工难度大。利用地质勘查数据,模拟复杂的工程地质条件,可指导市政工程施工,减小不利的环境因素给工期带来的影响。
2.3.2施工场地布置模拟。市政工程施工须避免影响周围建筑和地下管线,故施工场地的平面布置尤为重要。若仅参考类似工程的布置方案进行设计无法验证方案是否合理,通过在施工前创建施工场地平面布置的模型,可直观分析其与周围环境的关系。可通过模拟施工机械的运行,提前发现施工过程中可能存在的安全冲突,通过路基压实与开挖来判断其布置是否合理,避免在施工中与其他物体发生碰撞冲突。
2.3.3施工工艺模拟。施工人员难以准确掌握复杂的技术或新工艺技术,可利用模拟动画来指导施工。施工工艺模拟动画是在创建机械、构件、建筑等模型的基础上,再赋予其相应的动画,最后进行渲染使画面效果更加逼真。
2.4基于BIM的碰撞检测
基于BIM的碰撞检测为各专业设计、施工人员提供了一个以形象直观的三维实体模型为基础的协同设计、审图平台,减少了施工过程中由不同专业间碰撞导致的工程变更,保证工程能按时完成。实现方法流程:模型整合→确定检测对象→设定检测规则→人工审核检测结果→生成检测报告。各步骤要点如下:各模型使用同一个标准的轴网,以保证不同专业的模型能准确对齐并整合;建模时应保证构件的命名和属性信息准确,并依据检测需要对构件进行适当的分类管理;依据需要设定检测规则,审查检查出的碰撞并合理分类,将责任落实到人,及时修改设计中的问题,最后根据需要生成检测报告。
3结束语
基于BIM的施工进度管理,可直观展示工程建造过程,使进度计划编制更精确,减少进度优化的工作量;可实现实际进度与计划进度的实时直观对比,为分析实际进展情况、采取纠偏措施提供准确全面的决策依据;能发现施工中可能存在的问题,以做好事前控制,克服环境、人为等不利因素的影响。
参考文献:
[1]市政工程施工工期的控制分析[J].缪金泽.工程技术研究.2017(10).
[2]基于BIM的市政工程施工进度管理研究[J].程雨婷,滕丽,喻钢,胡珉.施工技术.2016(S1).
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