基于BIM技術的橋梁工程施工管理

沈衛東

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

關鍵詞：BIM技術 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南屏鎮洪灣，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，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跨徑的連續剛構橋，兩端設洪灣、鶴洲南2處互通立交。

該項目以 “打造品質工程”和“爭創國優工程”為建設目標，全面推行并升級高速公路“雙標管理”和五化管理（人本化、專業化、標準化、信息化、精細化），對工程質量、安全管理、“四新”技術應用、綠色環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，以實現建設目標。

2.BIM技術的優點

作為建設行業的新興技術和先進工具，BIM技術為建設行業的管理提升和技術革新提供新的平臺，它具有以下優勢：

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

（2）可共享：實現各參與方的信息實時共享，解決了傳統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：打破傳統管理模式下部門間的隔閡，以模型為載體，對項目進行協同管理。

3.橋梁施工BIM應用內容

3.1總體應用情況概述

根據項目實際管理需求，將BIM應用內容劃分為人員管理、施工現場監控、工程質量安全、工程進度、工序交驗把關、梁廠管理及工程巡查等11個應用模塊，應用終端包括電腦PC端和手機移動端。在項目施工管理過程中，建設單位、施工單位、監理及第三方檢測都積極參與探索BIM技術的應用模式、應用點來提升項目管理水平。

3.2主要應用內容

（1）模型圖紙

BIM模型是應用BIM技術的基礎，采用Rivet /MEP等專業軟件創建項目的工程專業模型，采用三維場地GSL軟件創建臨建工程場地布置模型，將各專業模型導入BIM 5D平臺，完成各BIM專業模型的集成工作，形成項目BIM模型，作為BIM技術應用的基礎。BIM模型還附帶了二維圖紙，實現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管理。

（2）履約管理

結合GPS定位系統和人臉識別技術，對施工管理人員進行考勤管理，確保滿足現場施工需要。定期對人員的出勤情況進行統計，并將結果推送至建設單位，以掌握施工管理人員的在崗情況。

（3）勞務管理

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

（4）工程材料管理

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

（5）大型特種設備監測

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

（6）攪拌站及試驗數據監測

對攪拌站混凝土施工配比及原材料試驗檢測數據進行實時采集監測，將監測數據與設計值或規范允許值進行對比，偏差超過允許值時，警示相關工程技術人員及時采取糾偏措施。

（7）施工預演

該項目規模大、復雜程度高、工期緊，為了尋找最優的施工方案，給施工管理提供便利，采用基于BIM的4D施工動態模擬技術對土建結構、大型鋼結構及部分關鍵節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。

（8）工序交驗

利用BIM技術進行工序質量控制，在工序實施前，制定質量保證措施、質量控制工作流程和檢驗制度；在工序實施過程中，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量檢驗；利用BIM技術設置工序質量控制點，實行重點控制。利用BIM技術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，以便后續查閱使用。

（9）工程進度

以BIM模型為基礎，建立進度計劃與BIM模型的關聯，用BIM模型來展示實際施工進展。通過現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場實際施工進展情況。現場施工進度出現偏差，通過預警機制推送預警消息，提醒項目管理人員對生產資源的安排和施工組織及時做出合理調整，以確保工期目標。

（10）工程電子身份

將施工過程中錄入的結構物編號、名稱、工程質量、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構物上，通過掃描二維碼，可方便查詢該結構物的相關信息。

（11）工程巡查

管理人員日常巡查中發現的質量、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，實現閉環管理，逾期整改警報提示，并能生成相應統計報表，解決以往不能有效跟蹤整改情況、內業外業工作分離的問題。

4.BIM應用效果及推廣價值

BIM技術具有可視化、可共享、可計算、可管理等特點，基于三維模型的構件信息，可以彌補二維圖紙的不足，立體直觀的呈現需要交付的產品或要體現的工作內容。利用模型的參數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。實現各參與方的信息實時共享，打破傳統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、質量、安全進行統一管理，解決了傳統管理中信息不對稱及信息傳遞不及時的問題。

BIM技術為工程管理提供新的技術手段和管理工具，提高了管理水平，目前，該項目BIM技術應用取得的主要成果有：

（1）自動計算工程數量、合同收入、專業隊結算數據并生成報表，解決以往工程技術、合約、財務數據不共享、不及時、計算工作繁重的問題，做到“日清月結”。

（2）借助三維模型審圖，碰撞檢查、深化設計，三維動畫技術交底，解決以往圖紙會審不全面、不深入、沖突部位不能及時發現、技術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警提示，解決以往進度分析手段少、不及時的問題。

（4）質量安全整改單自動生成，即時推送給責任人，實現閉環管理，逾期整改警報提示，統計報表和臺賬直接導出，解決以往不能有效跟蹤整改情況、內業外業工作分離的問題，減少內業90%工作量。

5.結語

BIM技術為提升項目管理水平、實現項目全壽命周期管理提供了技術基礎，基于BIM技術的項目施工管理，是建設行業未來發展的必然趨勢，珠海市洪鶴大橋工程基于BIM技術的應用和項目管理，覆蓋進度、質量、安全及成本等各方面，取得了較為顯著應用價值，提高了項目綜合管理工作效率40%以上。該技術處于業內領先水平，可供同行業類似工程的BIM技術應用提供借鑒。

參考文獻：

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