BIM技术在铁路施工管理中的应用研究

江志强

中铁上海工程局集团第三工程有限公司 安徽 合肥 230000

引言

现代化的发展是离不开铁路工程的快速发展，但目前广泛应用于铁路建设的科学技术并不能适应铁路市场高速的发展趋势，BIM技术的运用为铁路施工带来了巨变，它将数字化技术融入工程当中，建立信息数据系统来辅助施工，促进铁路项目进入了全新的发展阶段。

1 铁路工程施工管理中存在的各种问题

1.1 铁路工程管理人员的综合水平并不高

在铁路项目施工时，常常会出现施工人员不遵守施工规范和施工方案而实施违规作业的情况，给整个工程的施工质量造成不良影响。同时，有些负责项目管理工作的负责人并没有良好的职责意识，也不具备丰富的管理能力。如果项目负责人都无法以身作则，那么就会对整个项目产生不良影响，消极的风气会在整个项目蔓延[1]。

当前在铁路工程的施工中，很多管理人员都只会在口头督促重视工程的建设效果，并没有在行动方面给予足够的重视，同时也没有根据规范和方案要求来执行管理工作。其次，监管人员没有履行应尽的职责义务来严格要求施工人员，造成很多不必要的材料浪费。以上的行为都会影响工程的施工质量，影响项目参建各方的整体利益。

1.2 工程施工方法和流程缺乏规范性

施工环节是铁路工程建设中的核心环节，绝大部分工程质量问题都是因为施工作业不到位，而且很多施工人员也没有严格按照规范和方案要求组织施工，而遵循规范和方案要求是保证施工质量的重要准则。尽管在铁路工程的开工前期，项目技术团队已经制定了完整的施工方案，但施工人员在实际的施工中却并不会一一落实方案中的施工要求。其次，很多项目技术团队在施工过程中并没有制定科学先进的施工方案，这会影响整体的施工质量，如在开工前期，项目技术团队没有针对性的制定施工方案，没有明确各个施工环节所应用的资源和技术。而这都会对工程的顺利实施造成不良影响。

2 BIM技术在铁路工程施工管理中应用的关键意义

2.1 对于系统性规划施工方案具有关键意义

BIM技术利用现代三维技术和计算机技术记录分析数据，将预期效果通过电脑三维效果图直观地展示给施工人员，以便于施工人员之间能够有效沟通，及时调整施工方案。因此，在铁路工程施工中应用BIM技术，可以改善以往技术和手段当中的缺陷和不足，将工程数据信息记录在计算机中，以便项目技术人员在后续施工阶段调整工程施工方案时及时调出。同时，施工人员还可以通过BIM技术设计出来的三维立体效果模型，对施工项目中的关键部位进行针对性研究，确保项目完成效果最优，施工成本控制最合理。

2.2 对于全方位跟进作业流程具有关键意义

由于BIM技术在铁路工程施工中应用后，利用可视化模拟技术将施工方案以三维立体效果模型的方式进行演示，这使得施工现场的作业过程可以和施工方案进行有效结合，有助于技术人员对于施工过程的实时跟进，及时发现实际过程和设计方案的不符之处，还可以直观地分析出施工方案的缺陷和不足，并对施工方案和实际的作业过程进行科学调整，以此来优化最终的施工效果。另外，BIM技术的应用代替了以往铁路工程施工当中的人工工作环节，并且大大改善了人工作业的弊端和不足，提高了工程作业的精准度，以此来减少施工环节中因为失误带来的损失，提升了建设施工的效率。

2.3 对于强化施工团队间的交流具有关键意义

在铁路工程施工中应用BIM技术将施工过程中的环节工作连为一个整体，加强了施工环节中每个岗位之间的联系，保证施工岗位之间的交流协作，有利于对施工团队的管理[2]。另外，在这样的新型团队合作模式下，施工人员不再仅仅关注于自身的工作，而是会和其他施工环节的工作人员进行合作，帮助施工作业的有效进行。同时，一旦作业过程中出现问题，就可以及时找到责任方，以此来保证施工的精准度，提高铁路工程的施工质量。

3 在铁路工程施工管理中BIM技术的实际运用

3.1 基于BIM的施工场地布置模拟

在工程项目的准备阶段，施工平面布置作为施工组织设计的一个重要部分，对项目建设有着重要作用。施工平面布置模拟是对施工各阶段的场地地形、既有建筑设施、周边环境、施工区域、临时道路、加工区域、材料堆场、临水临电、施工机械、安全文明施工设施等临时设施进行模拟布置和优化，以实现施工平面的科学布置。

依据施工组织设计或施工方案对施工总平面图的要求，建立并完善施工平面规划，实现施工设备及现场临时设施的精细化布置，以便于施工平面布置图的输出和施工材料或设备数据的提取。运用BIM技术模拟、比选多种施工平面布置模型，确定科学合理的施工平面布置计划。

图1 驻地平面布置模拟

3.2 基于BIM模型的工程量提取

依据项目BIM模型的几何数据得出精确的工程量；基于精确的工程量，得到精准的施工进度计划和成本预算。

将BIM模型中元素的几何数据等信息分类提取，并将这些信息分类存储到数据库中。根据数据库中分类存储的BIM模型相关信息，就可以在工程量管理界面中分类显示各种类型的工程量信息，同时可以进行工程量清单项与BIM模型的比对和参照。

3.3 基于BIM的施工进度模拟

基于BIM技术虚拟不同施工方案的施工进度，通过不同施工方案的比对，找出差异，分析原因，优化施工进度方案，实现科学决策与控制。

通过施工计划文件在Navisworks中，按时间轴将进度计划附加给模型中的各个构件进行施工进度模拟，清晰直观地了解各个时间节点总体模型以及单体模型局部完成的工程量和达到的效果，方便项目的各个参与方随时了解项目地施工进展情况。

图2 桥梁施工进度模拟

3.4 基于BIM的结构检算

工程施工中支护结构结算运用MidasCivil软件进行结构检算，分析各种施工条件下支护结构的受力情况，寻找薄弱点进行分析、加强，研究采用最安全、经济的支架形式。

图3 支架结构应力计算

3.5 基于BIM的材料管理

运用EBIM云端平台，为管理人员在手机或IPAD上安装BIM应用APP，更好的落实BIM施工管理应用。

通过EBIM二维码信息定位可以查看工程材料构配件名称、状态、跟踪人、跟踪时间、跟踪详情及照片，也可以关联到BIM模型，以查看工程材料在BIM模型中的具体位置，同时修改其状态[3]。

图4 材料应用的部位及状态查询

4 结束语

综上所述，BIM技术的应用对于铁路工程发展来说具有重要意义，可以利用BIM技术实现对项目施工方案和作业过程以三维立体模型的形式进行呈现，以此来优化项目施工的管理工作，提升施工作业的精准度和安全性，优化铁路工程的施工流程，确保工程各项目标顺利实现。因此，应该积极推广BIM技术在铁路工程建设中的应用，以此来促进铁路工程朝着现代化的方向发展。