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摘要：随着建筑行业的规模不断的扩大和形式的复杂多样化，传统的设计技术无法满足经济、质量等方面的要求，BIM技术的使用很好的解决了这些问题，提高了工作效率。而且BIM技术的使用范围涵盖了建筑结构、施工和后期维护等方面，本文从BIM的相关理论和应用现状分析，具体的探讨了BIM在土木工程中的应用优势。
关键词：土木工程；BIM；应用优势
一、BIM相关理论和应用现状
BIM就是通过数字信息技术将土木工程的真实信息利用模拟的建筑信息模型展示出来，包括了三维的几何形状结构和工程中的诸如建材质量等非几何性质的信息，能够方便快捷进行工程信息收集。BIM在近些年得到了广泛的应用，如南水北调工程、国家电力馆、上海迪士尼乐园等都应用了这种技术。完整的BIM信息模型能够对工程全面的描述，具备直接创建三维模型和运营效果图的可视性，调度施工过程中碰撞问题的协调性以及模拟性、优化性和可出图性。
在国际上，BIM技术在土木工程中的应用更趋于完善，尤其是美国和英国等国家强制的要求在建设中使用这项技术，提高了经济和社会的双重效益。而我国具有相当大数量的建筑工程任务量，所以BIM在我国的应用发展态势很快，目前已有多个地区的大中型工程开始在工程的设计阶段、施工阶段和完工环节，建立专业的模型合理的布局管线和空间。并利用BIM技术的模拟性和可优化性的特点，对高危的薄弱部分完善，通过模型将工程现场可视化、信息化和实效化[1]。
二、BIM在土木工程中的应用优势
BIM在土木工程中的应用大致可以分为建筑工程、市政工程和其他工程三种，在这三种类型的工程中都能够显示出它的优势。
（一）BIM在建筑工程中的应用优势
建筑工程中面对的最大的问题就是建筑信息的零散不规律，而BIM技术为解决这方面的问题提供了科学有效的技术支持。BIM很大程度上推进了建筑工程的信息化改革进度，可以通过立体的三维建筑模型将工程项目的所有信息详细的展示出来。而且BIM技术应用于工程的整个工期，在设计阶段可以直接的指导施工，在施工管理方面可以直观的模拟施工，从根本上改变常规的施工模式。同时，BIM自带的优势可以有效地控制施工质量和工程进度，促进工程的施工和运营。
例如，以某个混凝土结构的老年宾馆为例。首先对老年宾馆的地理位置和主楼结构等工程信息进行收集整理如该宾馆的主要建筑信息是4层结构平面以下及裙房1-2层为框架剪力墙现浇结构，共有25层并房屋总高度为88.6m等。然后，根据这些信息构建BIM模型。在老年宾馆的四到二十五层的混凝土标准层，通过具体的整合土建给排水、电气等管线进行专业的模型处理，将零碎的信息整合形成一个信息交互平台。并且，BIM可以将老年宾馆项目的施工方面的资金投入定制到模型上，精准的计算出工程成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，老年宾馆BIM模型管线还可以进行实时漫游、重要节点观察及根据实际工程的需要，及时的更改路线，亦可用键盘操作实现设备的动态碰撞，以便直观的对结构内部设备、管线的查看。BIM技术在设置好模型后，对管道安装的预留洞口进行模拟设计，施工的技术人员根据模型的设计对预留洞口查验，找出问题点及时的修正后再定制图纸。
（二）BIM在市政建设中的应用优势
市政建设是土木工程建设中体量大、建设周期长且是公平复杂的工程样式，BIM在其中的应用也相当广泛如地铁、隧道和各种地下管道。BIM的优势主要有三点，一是设计方能够通过模拟减少与工程师之间的协调问题，明确质量的监控责任，利用BIM的信息共享平台可以使设计方、施工单位和业主进行实时的信息交流。二是通过对时间和感官的动态模拟能够对市政工程的施工时间有效的控制，使各个参与方明确管理职能。三是BIM可以对工期阶段性进行模拟和计算，控制工程的造价，科学的建立完善的运营投资管理系统[2]。
比如，BIM在市政污水处理工程中的应用。第一个步骤是利用BIM技术中的Revit软件建立建筑模型，减少图纸设计中的不符合实际情况，按照具体的参数数据虚拟建成后的效果，如建立污水处理厂的3D建模效果图和沉淀池的三维模型，再将构件的预留孔洞、预埋件等设备的位置在模型上按比例的表现出来。第二个步骤是在构建BIM模型时就要设置尺寸、型号、材料等参数，在实际的工程预算和购置材料的过程中直接的导出BIM模型数据，提高工程的预决算和物资准备的准确和速度。第三个步骤就是针对污水处理工程中繁多的组成构件，使用BIM的绘制功能确定加工尺寸、长度、高度等参数，如门窗、机电管道。通过对污水厂的管道位置模拟可以合理的优化管道的施工布局，缩减施工的时间，避免浪费。第四个步骤是在三维可视化功能的基础上添加时间维度，直观的将施工计划虚拟，同时结合现场的施工视频对比，减少安全和返工现象的出现。
再比如，北京建设地铁时BIM的应用。北京地铁七号线的建设，向东延01标段包括两个站两个区间，工程的建设涉及到车站、区间的土建工程、降水工程和站前广场等。首先，利用BIM技术对施工现场布置进行三维布置，现场的设计人员利用模型上的数据对图纸进行检查。然后，运用三维模型展示对施工过程预演，方便施工人员操作，在施工模拟中要在图纸审查通过的基础上建立专业的模型，内容要包括地铁的施工方案和地铁线路建设的技术。其次，BIM技术的过程基本与污水处理工程的步骤相似，但专业人员要根据地铁建设的特点适当的调整。另外，还可以利用BIM的5D手机端、电脑端对现场的质量和安全实时监控，通过数据的共享让设计人员、施工单位掌握施工的进度和现场情况。平台运行的步骤先是电脑端口的录入再通过手机APP软件更新进度，最后由PC端对每周的进度信息整理录入，有效的进行管控。
（三）BIM在其他工程中的应用优势
BIM技术除了可以在建筑工程和市政建设中使用外，还可以在码头、铁路、大桥等工程中应用。BIM技术的可视性、模拟性和协同性等特点，能够实现多个专业的合作和信息的交流，节约工程的建筑成本和加快速度。
例如，BIM在新白沙长江特大桥桥梁施工中的应用。新白沙长江特大桥是渝黔铁路的关键工程，全长达5.32千米，上层四线客车线，下层为两条货车线，横梁为混凝土结构。先是根据主塔的结构图纸绘制BIM模型，设计时从上而下设计。设计完成后公开模型信息，工程的其他相关人员依照模型参数对负责的部分具体设计。然后，将主塔结构模型中的类似结构支架拆分成多个零件，制作零件模型，并对零件标号逐一的装配，按照一定的标准对模型中零件的位置和参数调整。最后，基于游戏引擎网络技术搭建监控平台，利用虚拟现实引擎中的物理特性实现碰撞检测、光照分析等功能，对施工过程进行4D、5D管控。
结语：BIM在土木工程中的应用具有多方面的优势，能够实现施工前的情境模拟，安全高效的完成工程建筑。同时也能够减少施工中的设计错误，提高工程的质量，协调项目参与方的工作，有效的控制工程成本，为我国的土木工程建设带来改变的契机。
参考文献：
[1]何蕊,栾英艳,高岱.基于BIM人才培养的土木工程课程体系改革研究[J].图学学报,2017,38(01):102-108.
[2]唐琼，土木工程专业BIM技术的知识体系[J].知音励志,2017,11(02):163.
论文作者:司凡
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/2
标签：模型论文; 工程论文; 土木工程论文; 技术论文; 信息论文; 优势论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;