基于BIM技術(shù)的橋梁工程施工管理

沈衛(wèi)東

摘 要：根據(jù)交通運輸部《推進智慧交通發(fā)展行動計劃》（2017～2020年），要求推進建筑信息模型（BIM）技術(shù)在重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項目管理全生命周期的應(yīng)用，大幅度提升基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理水平。基于此，全國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)掀起了BIM技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的高潮。洪鶴大橋項目以“打造品質(zhì)工程”和“爭創(chuàng)國優(yōu)工程”為建設(shè)目標，在項目施工過程中，積極探索和推進BIM技術(shù)，以提高項目管理的廣度和深度，實現(xiàn)建設(shè)目標。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 橋梁工程 施工管理

1.項目概況

珠海市洪鶴大橋工程起點位于珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)洪灣，對接港珠澳大橋珠海連接線，與廣澳高速珠海段及橫琴二橋形成十字交叉，向西先后跨越洪灣涌、洪灣水道、磨刀門水道，止于鶴洲南圍墾區(qū)，全長9.654km。洪鶴大橋主航道橋為主跨500m的雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，輔航道橋為雙孔160m跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋，兩端設(shè)洪灣、鶴洲南2處互通立交。

該項目以 “打造品質(zhì)工程”和“爭創(chuàng)國優(yōu)工程”為建設(shè)目標，全面推行并升級高速公路“雙標管理”和五化管理（人本化、專業(yè)化、標準化、信息化、精細化），對工程質(zhì)量、安全管理、“四新”技術(shù)應(yīng)用、綠色環(huán)保等方面提出了嚴格的要求。項目管理的廣度和深度要求都大為提高，顯然，傳統(tǒng)的項目管理方式和手段都難以滿足該項目的需求，亟需探索一種新的管理方式和管理平臺，以實現(xiàn)建設(shè)目標。

2.BIM技術(shù)的優(yōu)點

作為建設(shè)行業(yè)的新興技術(shù)和先進工具，BIM技術(shù)為建設(shè)行業(yè)的管理提升和技術(shù)革新提供新的平臺，它具有以下優(yōu)勢：

（1）可視化：基于三維模型的構(gòu)件信息，可以彌補二維圖紙的不足，立體直觀的呈現(xiàn)需要交付的產(chǎn)品或要體現(xiàn)的工作內(nèi)容。

（2）可共享：實現(xiàn)各參與方的信息實時共享，解決了傳統(tǒng)管理中信息不對稱及不及時的問題。

（3）可計算：利用模型的參數(shù)化信息，能精確計算出工程量和施工所需的人材機的需求量。

（4）可管理：打破傳統(tǒng)管理模式下部門間的隔閡，以模型為載體，對項目進行協(xié)同管理。

3.橋梁施工BIM應(yīng)用內(nèi)容

3.1總體應(yīng)用情況概述

根據(jù)項目實際管理需求，將BIM應(yīng)用內(nèi)容劃分為人員管理、施工現(xiàn)場監(jiān)控、工程質(zhì)量安全、工程進度、工序交驗把關(guān)、梁廠管理及工程巡查等11個應(yīng)用模塊，應(yīng)用終端包括電腦PC端和手機移動端。在項目施工管理過程中，建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理及第三方檢測都積極參與探索BIM技術(shù)的應(yīng)用模式、應(yīng)用點來提升項目管理水平。

3.2主要應(yīng)用內(nèi)容

（1）模型圖紙

BIM模型是應(yīng)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)，采用Rivet /MEP等專業(yè)軟件創(chuàng)建項目的工程專業(yè)模型，采用三維場地GSL軟件創(chuàng)建臨建工程場地布置模型，將各專業(yè)模型導(dǎo)入BIM 5D平臺，完成各BIM專業(yè)模型的集成工作，形成項目BIM模型，作為BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。BIM模型還附帶了二維圖紙，實現(xiàn)圖紙文件存儲電子化、搜索智能化；對圖紙的變更也做了相應(yīng)管理。

（2）履約管理

結(jié)合GPS定位系統(tǒng)和人臉識別技術(shù)，對施工管理人員進行考勤管理，確保滿足現(xiàn)場施工需要。定期對人員的出勤情況進行統(tǒng)計，并將結(jié)果推送至建設(shè)單位，以掌握施工管理人員的在崗情況。

（3）勞務(wù)管理

將項目各勞務(wù)隊信息和人員信息輸入管理系統(tǒng)，對作業(yè)人員的進退場、安全培訓、考勤進行有效管理，落實勞務(wù)隊伍的精細化管理。

（4）工程材料管理

BIM模型上附帶了結(jié)構(gòu)物的定額資源，如混凝土、鋼筋、預(yù)應(yīng)力材料等用量，現(xiàn)場人員可按照工程部位、施工段等不同類別統(tǒng)計材料用量。應(yīng)用BIM 5D平臺，可快速提取對應(yīng)的物資量，作為總控物資計劃、采購額度及節(jié)點限額的參考。對入庫材料的數(shù)量、質(zhì)量及使用部位及時進行錄入，以便追溯各結(jié)構(gòu)物材料的來源。對于容易摻假的砂、石材料，通過GPS定位技術(shù)對材料的運輸路徑進行記錄，避免不合格或造假料源。

（5）大型特種設(shè)備監(jiān)測

針對橋梁施工所使用的大型特種設(shè)備進行實時監(jiān)測，特別是重要部位和關(guān)鍵構(gòu)件，及時了解其在使用過程中的受力和運行狀態(tài)，當某一監(jiān)測點的監(jiān)測指標超出允許范圍時，自動予以報警，以提醒設(shè)備使用者及管理人員及時檢查，及早發(fā)現(xiàn)未知的安全隱患。這種自動化的監(jiān)測技術(shù)也可應(yīng)用于深基坑監(jiān)測、大型支架監(jiān)測、大體積混凝土質(zhì)量監(jiān)控等。

（6）攪拌站及試驗數(shù)據(jù)監(jiān)測

對攪拌站混凝土施工配比及原材料試驗檢測數(shù)據(jù)進行實時采集監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計值或規(guī)范允許值進行對比，偏差超過允許值時，警示相關(guān)工程技術(shù)人員及時采取糾偏措施。

（7）施工預(yù)演

該項目規(guī)模大、復(fù)雜程度高、工期緊，為了尋找最優(yōu)的施工方案，給施工管理提供便利，采用基于BIM的4D施工動態(tài)模擬技術(shù)對土建結(jié)構(gòu)、大型鋼結(jié)構(gòu)及部分關(guān)鍵節(jié)點的施工過程進行模擬，制定多視點的模擬動畫，驗證施工方案的可行性，分析施工過程中的風險，為施工安全管理提供依據(jù)。

（8）工序交驗

利用BIM技術(shù)進行工序質(zhì)量控制，在工序?qū)嵤┣?，制定質(zhì)量保證措施、質(zhì)量控制工作流程和檢驗制度；在工序?qū)嵤┻^程中，實行班組自檢、互檢、上下道工序交接檢，特別是隱蔽工程和分項工程的質(zhì)量檢驗；利用BIM技術(shù)設(shè)置工序質(zhì)量控制點，實行重點控制。利用BIM技術(shù)對各工序的報驗過程留存影像資料，作為工序驗收和工程計量的證明資料，也是工程檔案的重要組成部分，以便后續(xù)查閱使用。

（9）工程進度

以BIM模型為基礎(chǔ)，建立進度計劃與BIM模型的關(guān)聯(lián)，用BIM模型來展示實際施工進展。通過現(xiàn)場管理人員對施工工序的日常交驗確認，可自動生成實際工程進度臺賬，以便項目管理人員掌握現(xiàn)場實際施工進展情況。現(xiàn)場施工進度出現(xiàn)偏差，通過預(yù)警機制推送預(yù)警消息，提醒項目管理人員對生產(chǎn)資源的安排和施工組織及時做出合理調(diào)整，以確保工期目標。

（10）工程電子身份

將施工過程中錄入的結(jié)構(gòu)物編號、名稱、工程質(zhì)量、過程報驗、材料來源、施工時間等信息集成，制作成二維碼粘貼固定到結(jié)構(gòu)物上，通過掃描二維碼，可方便查詢該結(jié)構(gòu)物的相關(guān)信息。

（11）工程巡查

管理人員日常巡查中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量、安全等施工問題，可利用BIM手機終端直接拍照記錄，自動生成整改單，即時推送給整改責任人，實現(xiàn)閉環(huán)管理，逾期整改警報提示，并能生成相應(yīng)統(tǒng)計報表，解決以往不能有效跟蹤整改情況、內(nèi)業(yè)外業(yè)工作分離的問題。

4.BIM應(yīng)用效果及推廣價值

BIM技術(shù)具有可視化、可共享、可計算、可管理等特點，基于三維模型的構(gòu)件信息，可以彌補二維圖紙的不足，立體直觀的呈現(xiàn)需要交付的產(chǎn)品或要體現(xiàn)的工作內(nèi)容。利用模型的參數(shù)化信息以及包含的造價信息，能精確計算出工程量和施工所需資源的需求量。實現(xiàn)各參與方的信息實時共享，打破傳統(tǒng)管理模式下部門間的隔閡，以模型為載體，對項目的進度、成本、質(zhì)量、安全進行統(tǒng)一管理，解決了傳統(tǒng)管理中信息不對稱及信息傳遞不及時的問題。

BIM技術(shù)為工程管理提供新的技術(shù)手段和管理工具，提高了管理水平，目前，該項目BIM技術(shù)應(yīng)用取得的主要成果有：

（1）自動計算工程數(shù)量、合同收入、專業(yè)隊結(jié)算數(shù)據(jù)并生成報表，解決以往工程技術(shù)、合約、財務(wù)數(shù)據(jù)不共享、不及時、計算工作繁重的問題，做到“日清月結(jié)”。

（2）借助三維模型審圖，碰撞檢查、深化設(shè)計，三維動畫技術(shù)交底，解決以往圖紙會審不全面、不深入、沖突部位不能及時發(fā)現(xiàn)、技術(shù)交底不易理解的問題。

（3）進度計劃在模型中顯示，清晰可視，自動進行分析對比和預(yù)警提示，解決以往進度分析手段少、不及時的問題。

（4）質(zhì)量安全整改單自動生成，即時推送給責任人，實現(xiàn)閉環(huán)管理，逾期整改警報提示，統(tǒng)計報表和臺賬直接導(dǎo)出，解決以往不能有效跟蹤整改情況、內(nèi)業(yè)外業(yè)工作分離的問題，減少內(nèi)業(yè)90%工作量。

5.結(jié)語

BIM技術(shù)為提升項目管理水平、實現(xiàn)項目全壽命周期管理提供了技術(shù)基礎(chǔ)，基于BIM技術(shù)的項目施工管理，是建設(shè)行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，珠海市洪鶴大橋工程基于BIM技術(shù)的應(yīng)用和項目管理，覆蓋進度、質(zhì)量、安全及成本等各方面，取得了較為顯著應(yīng)用價值，提高了項目綜合管理工作效率40%以上。該技術(shù)處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，可供同行業(yè)類似工程的BIM技術(shù)應(yīng)用提供借鑒。

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