BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用研究

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　　摘    要：BIM技术全称为Building Information Modeling，即建筑信息模型。高速公路的施工往往伴随着很多代不确定因素，BIM作为一种建筑学、工程学和土木工程专业的新兴工具，在高速公路的施工安全管理方面有着广阔的应用前景。这项技术提出以后，得到业界的广泛认可和使用，BIM技术及相关的软件可以应用于实现建筑信息的集成，从建筑的设计阶段开始，一直到建筑的寿命周期结束，BIM技术的应用贯穿设计到施工到维护的全过程。由此可以大大提高建筑工程的信息集成化程度，BIM的数据库也是随各项指标的变化处于动态变化范围的，所以其准确性和即时性也都符合建筑要求。
　　关键词：BIM技术;高速公路;施工安全
　　1  引言
　　随着BIM技术在各种建筑行业展露头角，高速公路的施工也逐渐开始引进这项技术，其具有的优势是传统的很多信息建模技术不能相比的。譬如可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。常用的BIM建模软件也逐渐被专业人士所熟知，并推广开来。其技术基础主要是以三维图形为主，从实物开始建模，从事建筑学相关的电脑辅助设计开发。这样的理念应用于高速公路施工安全管理方面存在着巨大的优势，能够减少人员伤亡以及建筑失误等不良影响。为高速公路施工团队的安全和施工的顺利进行，本文将就BIM技术给出相关的建议和意见，为建筑行业的发展尽绵薄之力。
　　2  建立虚拟的建筑工程三维模型，减小工程误差
　　BIM技术最核心的优势就在于其信息处理的方便性和准确性，而在高速公路的建设过程中，最容易引发事故或者建筑问题的地方就在于建模。以往的在2D基础上的建模已经远远落后于日益发展的数学工程建模技术但是BIM的可视化这一点，就能领先其他建模技术几十年的差距。可视化即“所见所得”的形式，在建筑行业中所包含的意义十分深远，工程师在拿到工程图纸之后，每个构件若是能够在图纸上精确得标注出来、绘制出来，无疑是很重要的，但以目前很多工程团队的技术水平而言，由于未能采用BIM技术，往往很多地方都需要考经验和想象去弥补。而应用BIM技术，用之建立虚拟的建筑工程三维模型，则能够大大减小工程误差。例如，高速公路建筑团队可以从建筑的整体进行规划架构，基于BIM应用管理平台，建立一个全面的三维动态可视化集成平台，尽可能地满足高速公路建设中点多线长结构复杂且与地形地貌紧密结合的特点，用最直观的方式向施工团队展示项目的整体框架和施工方向。工程师要利用BIM管理平台，基于现场数据整理，融合各种数学以及工程物理等学科的知识，建立3D模型、GIS模型、信息管理体系、手机APP的施工单位应急管理平台。从施工团队、工程设计管理团队、安全监测团队三个角度，建立一个完整的BIM高速公路修建系统模型，能够高精度、高效率地完成对施工现场的精准模拟。
　　3  结合实务应用经验，提高安全系数
　　在平时的施工实践中，BIM技术的应用同样必须要渗透入最核心的领域之中。譬如，可以多利用BIM的电子沙盘功能，基于设计成果的工程结构BIM模型以及地形场景建模成果，通过电子沙盘可以有效整合各种类型的高速公路建设信息。数字沙盘可以结合最新型的设计元素，满足甲方更多的个性化的需求，在不同的地質条件下能够起到不同的效果，当然其更多的应用在于整体结构的设计，在设计造型方面或者外部造型等方面应用不是很广泛。通过电子沙盘还可以融合空间地理坐标，通过动漫漫游的形式进行专业的试图定位。方便模拟各种情境下的建筑施工情况，如不同的天气、有无行人、四周地质环境的变化等。多加进行实践操作，能够有效提高施工队伍的安全系数。例如，针对虚拟施工目前存在的问题，相关技术部门可以对症下药采取如下措施，加强对实验模拟人员的管理力度。首先工程管理部门应当对BIM软件开发人员进行综合的素质考核和培训，其中的内容应当至少包括基本软件模拟知识、设备操作规范、实验模拟事故的处理等，管理部门对于考核中不合格的员工应当暂停其现有工作，并安排员工进行专业素质的培训，确保在培训合格后方可重新上岗。其次抓好部门内的管理工作，很多高速公路建设部门内部管理松散疏漏，这一定程度上给员工偷懒渎职形成了可乘之机。要想做好管理工作，工程总监首先便可以制定严格的人员惩罚制度，对于工作中造成安全事故的人员，相关部门必须按照规章制度予以严格处理。此举不仅可以对涉事人员形成警示作用，更会切实加强全体员工的安全责任意识。
　　4  虚拟施工技术及智慧决策平台的应用
　　上文简单提到的虚拟施工技术其实便是BIM在高速公路施工安全管理方面的核心，这里面最重要的部分又是工程结构的建模，在高速公路的建造过程中，往往会建立很多代桥梁，而建模范围要以代表性的桥梁为核心，从核心桥梁向周边进行眼神扩散，建立起路基模型，再根据工程所需的精细程度，通过工程编码的形式建立起工程单位分部分项结构树与模型的相互对应关系。智慧决策平台的应用也是信息化不断推进的一大表现，目前很多施工团队与工程管理部门已经建立起完善的智慧决策平台，并且与BIM软件相融合，能够同时处理多个领域的工程问题，大大提高了工作效率和安全保障。例如，施工团队和工程师团队可以利用BIM相关软件，先将高速公路的设计图整理成虚拟实物，从智慧决策平台上建立相关的工程流图，充分利用施工方法多样性、多变性的特点，对施工任务进行各种情况下的讨论。工程团队所属企业可以将各种条件下的设计方案上传至智慧决策平台的云端，在不断模拟的条件下，总结出最适合当前情况下的施工方案。施工团队不能闭门造车，要借鉴更多优秀团队关于安全方面的保障措施。BIM模拟技术能够对建筑的建设流程进行惊喜的模拟，能够大大提高安全性，企业及其设计师团队应加强对BIM相关软件与高速公路建设之间的融合，请教专业的建筑团队，也可以请教其他建筑行业的专业人士，BIM技术的起步较晚，存在很多的发展可能。虚拟施工技术在安全保障方面起到很大的作用，目前比较成熟的技术是外景仿真。在建筑物建成前，虚拟建筑物建成以后的周围环境。在场景中加入行人、声音仿真等特效，使场景渲染感更强，在漫游中实现碰撞监测功能。所以企业要针对外景仿真以外的吊装仿真进行提升，加大技术方面和资金方面的投入，以便应对各种可能出现的安全问题，为BIM在高速公路建设过程中的安全保障加一道防线。
　　5  结束语
　　综上所述，BIM技术在高速公路施工安全管理方面的应用十分广泛，目前主要有三种途径提高安全保障，分别是建立虚拟的建筑工程三维模型、减小工程误差、结合实务应用经验，提高安全系数、虚拟施工技术及智慧决策平台的应用。3D实体工程有着先天的局限性，其处理的几何形状不易完整表达，所以用最先进的BIM技术替代。BIM是仍在持续发展并且同时会带来产业改变的新型技术，在高速公路建设中的前景十分广阔。本文给出三方面提高BIM在高速公路建设中关于安全管理能力的方法，希望能给高速公路及相关企业的发展提供一定的帮助。
　　参考文献：
　　[1] 王念隆. BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用[J].交通世界，2019（14）.
　　[2] 张伟.高速公路施工安全管理中BIM技术的应用[J].工程技术研究，2019（9）.
　　作者简介：
　　李威（1986—）男，汉，河北省石家庄晋州市，本科，工程师，研究方向：高速公路施工。
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