面向建設管理需求的裝配式橋梁工程量交付方法研究

但 晨，黎宇陽

（四川省交通勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610017）

隨著建設管理信息化平臺在高速公路領域的應用推廣[1]，以BIM+GIS技術為底層支撐的數據業務逐步豐富，服務應用關注點逐步從三維呈現和可視化展示轉向數字化交付[2]，以設計成果為信息源頭，通過工程結構分解和設計數據結構化，最終形成工程數據底座，為建設管理階段提供了完整的數據支撐。工程量及清單數據，在整個建設過程中是推動工程進度的關鍵一環，在設計完成后，施工單位需要進行圖紙核查，梳理零號變更，形成固化清單，而信息化部門也需及時跟進，為后繼建設管理階段進行數據準備，工程量數據交付的便利性和準確性是設計數據提交中亟須解決的重要問題。

本文基于四川高速公路橋梁標準化設計理念，提出了適用于裝配式橋梁工程量及清單的結構化處理，基于SQLServer數據庫進行數據管理，以WPF技術框架完成了數據采集、存儲、管理相關功能，通過工程結構分解（EBS） 派生分部分項，工程數量與EBS的匹配綁定，實現了工程量數據從設計階段向建設管理階段的交付方法。

1 工程量及清單數據結構化

1.1 數據的來源

裝配式橋梁工程量主要分為兩類，即構件級工程量與橋梁級工程量。

1） 構件級工程量，例如T 梁工程量、蓋梁工程量，源自標準件數量表及非標準件數量表。標準件數量表由項目通用圖獲得，數據資源服務整個高速公路項目；非標準件數量表由具體橋梁設計圖紙獲得，數據資源服務單個橋梁。

2） 非構件級工程量，例如墩臺挖方，橋下清方等，從具體橋梁總體工程數量表提取，數據資源服務單個橋梁。

橋梁工程量清單一般由項目業主根據招標文件編寫，按照《公路工程標準施工招標文件》 （2018版） 的約定，第400章適用于橋梁、涵洞，主要包含項目名稱、材料分類、計量規則等[3]。

1.2 數據的結構化分解

根據施工計量需求和橋梁專業成圖標準，本研究將工程量按照材料類型進行劃分，主要分為素混凝土構件表、鋼筋混凝土構件表、預應力體系表、支座構件表、橋梁總體工程量表5 種基礎類型。可以涵蓋裝配式橋梁涉及的主要構件工程量表格類型。結合業務需求，制定了5 種標準表格，根據《公路工程信息模型應用統一標準》 （JTG/T 2420—2021） 中關于結構分類的規定，對不同構件進行表格配置，將不同結構的工程量數據按照數據類型、定位信息、元素類型、工程材料信息、工程數量、計量數量以及清單細目號進行結構化存儲。

1.3 數據的存儲結構

建設管理階段工程量數據存儲根據粒度不同分為工程量明細表和工程量計量表，鋼筋加工、工程采購及工程量數據復核均需要材料規格、尺寸、數量等詳細信息，一般采用明細表進行數據支撐，見表1。

表1 工程量明細表

而在工程計量階段，工程材料顆粒度需與工程量清單保持一致，在對工程量明細表進行匯總計算后，對工程數量、計量數量、清單細目號等信息進行存儲，見表2。

表2 工程量計量表

工程量清單信息目前無法利用計算機識別，需要人工理解并轉化為標準配置表和計量規則邏輯算法。配置表主要涵蓋分部工程與構件的對應關系，分部工程包含材料對應細目號屬性，見表3。

表3 工程量清單配置表

1.4 工程量管理程序的開發

本文采用WPF框架進行了工程量管理平臺的開發（見圖1），基于標準數據表格，通過表格合規性檢查、數據庫創建及配置，標準件工程量寫入和非標準件工程量寫入等步驟，將錄入工程量表格中的格式化數據轉化為工程量明細表，并采用SQLServer數據進行儲存（見第89頁圖2、圖3），讀取項目構件材料的細目號配置信息，消化計量規則邏輯，形成包含清單細目號、材料名稱、材料單位、工程數量和計量數量的完整工程計量清單子目信息，即工程量計量表。

圖1 橋梁工程量管理平臺

圖2 工程量明細表結構化

圖3 工程量計量表結構化

2 工程量與分部分項的關聯方法

2.1 工程結構分解派生分部分項

分部分項是公路工程建設管理階段的關鍵要素，質量評定、試驗檢測、計量支付等功能需求均以分部分項為管理粒度。在傳統高速公路項目中，分部分項主要依靠施工單位根據二維設計圖紙進行人工劃分，存在劃分效率低下，劃分成果標準不統一，包含數據較少，與信息化系統對接周期較長等缺點。隨著BIM+GIS技術在建設管理信息化平臺的推廣應用，信息模型為工程結構分解提供了劃分的數據基礎，本文基于《公路工程信息模型應用統一標準》的分類標準和編碼體系將信息模型進行工程結構分解，設計數據轉化為結構化的信息數據庫，結合《公路工程質量檢驗評定標準》 （JTG F80/1—2017） 中對公路交通工程領域分部分項的層級標識和編碼，形成了一種分部分項的自動構件方法[4]。在構建分部分項時，數據增加了來源屬性，因此建立了工程結構分解數據與分部分項數據之間的關聯關系。

2.2 工程結構分解與工程數量的匹配

橋梁級工程數量通過橋梁名稱與橋梁工程單位直接綁定。構件級工程數量與工程結構分解通過標識符來進行匹配。標識符主要存在兩種構成方式。

對于適用于裝配式橋梁通用圖的，標識符由構件關鍵屬性組成，例如“40 m_簡支T 梁_圓樁（2.0）_T形_蓋梁”，依據上部結構類型（40 m_簡支T梁）、墩柱形狀（圓樁）、墩柱尺寸（2.0）、蓋梁形狀（T形）、元素類型（蓋梁） 即可唯一確定蓋梁采用的標準件工程量。

對于不適用裝配式通用圖的，標識符主要由定位信息和元素類型組成，定位信息采用左右幅+起點墩臺號+止點墩臺號+行號+列號+層號6個信息組合的定位編碼，行列層根據項目要求約定默認編號規則。例如R002002001001001蓋梁，表示右幅2號墩蓋梁。

工程結構分解數據與其派生的分部分項具備天然綁定關系，主要通過唯一ID識別。工程數量以標識符為媒介，與工程結構分解數據產生關聯約束，最終，在數據交付中實現了分部分項從數據庫中提取工程量數據，工程量匹配整體方案見第90頁圖4。

3 項目驗證

本研究依托G4216線寧南至攀枝花段高速公路項目，圍繞BIM模型、GIS平臺及數字竣工檔案系統三大應用點，打造了建設管理階段全數據集成平臺，見第90頁圖5。在工程模型的支撐下，依據分部分項劃分手冊，提供了能夠滿足工程建設管理需求的分部分項劃分成果，對設計工程量進行數據拆分清理，形成結構化數據，與各子分項、清單編號等相關信息進行綁定。橋梁專業累計創建分部分項96353份，綁定工程量數據395671條，支撐了高效的線上計量支付工作，保障流轉過程中數據真實可靠、對元數據進行記錄，實現工程建設數據與BIM模型間的深度掛鉤，促進底層數據與上層模型的數據驅動。

圖5 建設管理平臺應用

4 結論

本文結合設計階段的交付成果和建設管理階段的數據需求，形成了一套裝配式橋梁工程量和清單數據與分部分項綁定的交付方法。基于C#語言進行開發，形成了橋梁工程量表格和清單配置表錄入校核工具，結合SQL Server數據庫技術完成了數據的管理和存儲程序，通過工程結構分解派生分部分項的原生綁定關系，配合采用標識符進行工程量數據匹配的模式，實現了工程量向建設管理階段數據服務的交付方法。

本文基于BIM+GIS的建設管理平臺，實現數字化交付方式的技術驗證落地，率先在四川省內完成了工程設計信息數字化移交，這將極大推動四川省內公路工程信息化應用的發展水平。隨著建設項目的持續推進，項目組將繼續總結、分析、優化勘察設計信息的數字化交付手段及方式，力爭在更多項目上持續發力，形成科學可行的交付體系。