Trong bối cảnh ngành hạ tầng giao thông ngày càng phát triển mạnh mẽ, các dự án cầu, đường và cao tốc đòi hỏi mức độ chính xác, an toàn và hiệu quả cao hơn bao giờ hết. Việc áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) đã trở thành xu hướng tất yếu, giúp các chủ đầu tư, đơn vị tư vấn và nhà thầu tối ưu toàn bộ quy trình — từ thiết kế, thi công đến quản lý vận hành. Với khả năng mô phỏng trực quan, quản lý dữ liệu tập trung và phối hợp đa ngành hiệu quả, BIM đang từng bước thay đổi cách thức thiết kế và xây dựng các công trình cầu, đường, cao tốc trên toàn thế giới. Bài viết dưới đây sẽ phân tích chi tiết ứng dụng của BIM trong thiết kế và thi công hạ tầng giao thông, cũng như những lợi ích nổi bật mà công nghệ này mang lại cho các dự án quy mô lớn.
Thách thức trong thiết kế và thi công cầu, đường, cao tốc truyền thống
Việc xây dựng cầu, đường và cao tốc không đơn thuần là trải nhựa hay đổ bê tông. Đó là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa kỹ thuật, môi trường, tài chính và công nghệ. Trong mô hình làm việc truyền thống, hàng loạt thách thức có thể phát sinh ở mọi giai đoạn – từ khảo sát, thiết kế, đến thi công và vận hành – ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ, chất lượng và chi phí của dự án.
Thách thức địa kỹ thuật – Bài toán nền móng phức tạp
Mỗi dự án giao thông đều gắn liền với điều kiện địa chất đặc thù. Việc xây dựng đường qua vùng đất yếu, cát lún hoặc cầu qua khu vực địa hình phức tạp đòi hỏi công tác khảo sát và phân tích địa chất chính xác tuyệt đối. Trong phương pháp truyền thống, thiếu dữ liệu 3D và mô phỏng thực tế khiến các rủi ro như sụt lún, nứt kết cấu hay biến dạng nền móng dễ xảy ra, kéo theo chi phí xử lý phát sinh lớn.
Cân bằng giữa phát triển và bảo tồn môi trường
Mở rộng mạng lưới giao thông đồng nghĩa với việc chiếm dụng đất và tác động đến hệ sinh thái tự nhiên. Các dự án đường cao tốc hoặc cầu vượt thường làm thay đổi cảnh quan, ảnh hưởng đến thảm thực vật và môi trường sống của sinh vật. Trong mô hình thiết kế truyền thống, thiếu công cụ phân tích môi trường tích hợp khiến việc đánh giá tác động sinh thái chưa đầy đủ, dẫn đến khó kiểm soát phát thải và suy giảm đa dạng sinh học.
Quản lý giao thông và an toàn thi công
Trong quá trình thi công, việc đảm bảo lưu thông an toàn và giảm thiểu ách tắc giao thông là một bài toán nan giải. Các công trình cầu, đường, cao tốc thường giao cắt với khu vực đang khai thác, gây cản trở luồng phương tiện và tiềm ẩn rủi ro tai nạn. Thiếu mô hình mô phỏng tiến độ thi công khiến công tác tổ chức giao thông, sắp xếp thiết bị và bố trí nhân lực chưa tối ưu, ảnh hưởng đến cả tiến độ và an toàn lao động.
Áp lực chi phí và tiến độ
Các dự án hạ tầng giao thông kéo dài nhiều năm, chịu ảnh hưởng bởi biến động giá vật liệu, thiếu hụt nhân công và thay đổi điều kiện thi công. Trong cách làm truyền thống, việc lập dự toán thủ công, thiếu công cụ quản lý rủi ro và kiểm soát khối lượng dẫn đến chênh lệch chi phí lớn. Chậm tiến độ, điều chỉnh thiết kế và phát sinh chi phí là tình trạng phổ biến trong các dự án cầu – đường quy mô lớn.
Thiếu chiến lược bảo trì và quản lý tài sản hạ tầng
Sau khi đưa vào sử dụng, nếu không được theo dõi và bảo trì đúng cách, hệ thống cầu và đường sẽ nhanh chóng xuống cấp. Phương pháp quản lý hồ sơ bằng giấy tờ hoặc file rời rạc khiến việc cập nhật thông tin công trình trở nên khó khăn. Việc không có dữ liệu số hóa thống nhất làm tăng chi phí bảo dưỡng, giảm tuổi thọ công trình và tiềm ẩn rủi ro an toàn giao thông.
Khoảng cách công nghệ – Rào cản chuyển đổi số
Khi thế giới đang bước vào kỷ nguyên số với các công nghệ như BIM, IoT, Drone Survey, AI, nhiều đơn vị vẫn sử dụng phương pháp truyền thống dựa trên bản vẽ 2D. Điều này khiến việc phối hợp đa ngành trở nên rời rạc, thiếu tính trực quan và dễ xảy ra sai sót. Việc chậm thích ứng với công nghệ không chỉ làm giảm hiệu suất làm việc mà còn khiến ngành hạ tầng khó theo kịp tiêu chuẩn quốc tế.
Cách BIM thay đổi quy trình thiết kế và lập kế hoạch cầu, đường và cao tốc
Mô hình thông tin công trình (BIM) đang cách mạng hóa cách chúng ta thiết kế và xây dựng các dự án hạ tầng phức tạp như cầu, đường và cao tốc. Thay vì chỉ là những đường nét trên bản vẽ 2D, BIM tạo ra một mô hình kỹ thuật số 3D toàn diện, bao gồm mọi chi tiết của công trình — từ chiếc bu lông nhỏ nhất đến toàn bộ mặt cầu rộng lớn.
Trực quan hóa và hợp tác hiệu quả hơn
Hãy tưởng tượng bạn có thể bước vào một thế giới ảo, đi dọc theo tuyến đường cao tốc đang được đề xuất, kiểm tra hệ thống thoát nước, quan sát luồng giao thông, và phát hiện những vấn đề tiềm ẩn — tất cả trước khi công trường được khởi công. Nhờ các mô hình 3D trực quan của BIM, mọi bên liên quan – kỹ sư, kiến trúc sư, nhà thầu – đều có thể hiểu rõ và trao đổi dễ dàng, giảm thiểu hiểu lầm, tăng hiệu quả phối hợp ngay từ giai đoạn đầu của dự án.
Phát hiện xung đột và giảm thiểu rủi ro
Trong các dự án hạ tầng lớn, xung đột giữa kết cấu cầu, đường và các hệ thống kỹ thuật ngầm là vấn đề thường gặp và tốn kém nếu phát hiện muộn. BIM cho phép phát hiện va chạm (clash detection) ngay trong mô hình, ví dụ như giữa ống ngầm và móng cầu, giúp nhóm thiết kế kịp thời điều chỉnh trước khi thi công. Nhờ đó, rủi ro sai sót và chi phí sửa chữa được giảm đáng kể, giúp dự án triển khai đúng tiến độ và ngân sách.
Thiết kế tối ưu và nâng cao hiệu suất
Công cụ mô phỏng của BIM giúp kỹ sư thử nghiệm nhiều phương án thiết kế khác nhau, phân tích dòng xe, tải trọng, độ bền vật liệu, và chọn ra giải pháp tối ưu nhất. Kết quả là các tuyến đường và cầu được thiết kế hiệu quả, bền vững và tiết kiệm chi phí, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật cũng như yêu cầu sử dụng lâu dài.
Hướng đến phát triển hạ tầng bền vững
BIM không chỉ giúp xây dựng những con đường – mà còn giúp xây dựng tương lai bền vững.
Nhờ khả năng tích hợp các yếu tố môi trường vào mô hình thiết kế, BIM hỗ trợ việc lựa chọn vật liệu thân thiện môi trường, tối ưu hóa năng lượng, và kết hợp các giải pháp xanh như hệ thống thoát nước tự nhiên hay năng lượng tái tạo trong dự án cầu, đường và cao tốc.
Phân tích mô phỏng và đánh giá hiệu năng
BIM cho phép mô phỏng điều kiện thực tế như lưu lượng giờ cao điểm hoặc thời tiết khắc nghiệt, từ đó đánh giá khả năng chịu tải của cầu, chất lượng mặt đường và tác động môi trường. Thông qua các phân tích này, kỹ sư có thể tinh chỉnh thiết kế để đạt hiệu suất tối đa, đảm bảo công trình vận hành an toàn, ổn định và bền vững trong suốt vòng đời sử dụng.
BIM cho hạ tầng giao thông là một trong những thế mạnh nổi bật của Hài Hòa. Với kinh nghiệm triển khai nhiều dự án quy mô lớn về quốc lộ, cầu vượt, cao tốc và hạ tầng kỹ thuật đô thị, Hài Hòa khẳng định vị thế tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ BIM toàn diện – từ thiết kế, thi công cho đến quản lý vận hành.
Các giải pháp BIM của Hài Hòa đáp ứng đầy đủ chuẩn BIM và quy định pháp luật hiện hành, giúp các dự án dễ dàng vượt qua vòng thẩm định với hồ sơ minh bạch, dữ liệu chính xác và khả năng phối hợp liên ngành hiệu quả. Nhờ đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm cùng quy trình triển khai chuyên nghiệp, Hài Hòa luôn mang đến giải pháp tối ưu về chất lượng, tiến độ và chi phí cho cả dự án vốn công và vốn tư.
👉 Cùng khám phá những dự án hạ tầng tiêu biểu mà Hài Hòa đã và đang triển khai – minh chứng cho năng lực BIM vượt trội trong lĩnh vực cầu, đường và cao tốc.