基于BIM技術(shù)的西拉沐淪大橋工程管理

黃 鑫 于占江 楊偉光 袁沫海

內(nèi)蒙古經(jīng)烏高速公路管理有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 赤峰 024000

1 背景介紹

1.1 西拉沐淪大橋的基本情況

內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗境內(nèi)的西拉沐淪特大橋是烏高速公路的重要控制性工程，全橋長2064米。主橋為128+5×240+128米六塔七跨預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋。該橋位于風(fēng)積沙峽谷地區(qū)，是全球首座在此區(qū)域建設(shè)的橋梁。此外，該橋也是全球跨徑最大、PC梁多矮塔斜拉橋最高的橋梁之一[1]。

1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用價值

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是一種建筑信息模型技術(shù)。近年來，BIM技術(shù)在縮短設(shè)計和施工周期、降低成本、提高設(shè)計和施工水平和質(zhì)量等方面的促進作用，已成為土木行業(yè)的共識，道路交通項目上的BIM技術(shù)應(yīng)用也日益廣泛。BIM技術(shù)在設(shè)計、施工、運營和維護中都具有很大的應(yīng)用價值[2]。

2 BIM技術(shù)的基本原理

2.1 BIM技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用可以幫助工程師和設(shè)計師更加直觀地了解橋梁與邊界條件的關(guān)系以及施工過程中的安全控制等方面的問題。借助BIM技術(shù)，工程師和設(shè)計師可以更準(zhǔn)確地計劃、便于合作和完成橋梁建設(shè)項目。

1.橋梁設(shè)計信息協(xié)同與復(fù)核

BIM技術(shù)使橋梁建設(shè)過程變得更為直觀、高效、可行。橋梁設(shè)計師利用BIM技術(shù)輔助設(shè)計，搭建BIM模型后，不同專業(yè)的設(shè)計成果集成整合在同一可視化環(huán)境中，通過虛擬瀏覽及碰撞檢查等手段，可在項目施工開始前及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，并反饋給設(shè)計方予以解決，大大避免由于設(shè)計缺陷導(dǎo)致的施工進度延誤，保障設(shè)計質(zhì)量。

2.橋梁施工的規(guī)劃性和針對性

BIM技術(shù)可以幫助工程師在橋梁施工過程中對現(xiàn)有的資源、施工流程和特定的建筑條件進行更好的管理和規(guī)劃。以本項目施工周期緊張，部分工程作業(yè)面復(fù)雜。利用BIM技術(shù)可進行關(guān)鍵工序和復(fù)雜方案的施工模擬，實現(xiàn)虛擬建造，提前發(fā)現(xiàn)并規(guī)避施工過程中的風(fēng)險，對施工作業(yè)人員進行可視化交底，從而提高施工效率和安全性，更好地保證施工質(zhì)量[3]。

2.2 BIM技術(shù)在橋梁工程管理中的基本原理

BIM技術(shù)可以在設(shè)計、建造和維護等各個方面中發(fā)揮作用，為橋梁管理帶來了巨大的變化。在橋梁管理中，BIM技術(shù)的基本原理包括信息數(shù)字化管理、協(xié)同管理和監(jiān)控控制等方面。

1.信息數(shù)字化管理

橋梁管理的基本需要是將所有的信息數(shù)字化，以便更精確地計劃和管理建造、操作和維護的所有過程。采用BIM技術(shù)進行管理，可以使設(shè)計師、工程師和管理層之間更好地協(xié)調(diào)，以提高效率、防止錯誤，并優(yōu)化設(shè)計和管理過程。

2.協(xié)同管理

本項目參與方眾多，基于統(tǒng)一的BIM信息協(xié)同管理平臺可方便地進行信息共享和工作協(xié)同，保證信息傳遞的完整性與及時性，實現(xiàn)信息資源高度共享，極大克服了“信息孤島”的弊端，有效避免傳統(tǒng)項目各單位、各部門之間溝通不暢、信息反饋慢等問題，有助于減少相互推諉，縮短決策周期，最終實現(xiàn)項目管理的規(guī)范化和精細(xì)化。

3.監(jiān)控控制

BIM技術(shù)可以幫助管理團隊在橋梁建設(shè)的每個階段實現(xiàn)更好的監(jiān)控和控制。在建設(shè)過程中，BIM技術(shù)在測量、監(jiān)控和控制方面的應(yīng)用，可以幫助工程師和施工員更好地理解建設(shè)過程的細(xì)節(jié)，并為建設(shè)過程中的調(diào)整和決策提供數(shù)據(jù)支持。同時，BIM技術(shù)還可以在橋梁維護期間發(fā)揮作用，為系統(tǒng)監(jiān)控和維護提供支持[4]。

3 基于BIM技術(shù)的西拉沐淪大橋應(yīng)用管理

3.1 資源和信息管理[5]

西拉沐淪大橋BIM信息化管理系統(tǒng)文檔管理有首頁和資料瀏覽兩個子模塊。

在首頁，管理者可以對工程過程中各種記錄文件進行歸納管理，包括圖紙、工藝視頻、安全問題、會議中心和質(zhì)量問題等相關(guān)文檔。通過日常的不斷積累和豐富，形成文檔與數(shù)據(jù)間的強關(guān)聯(lián)關(guān)系，并最終形成整體竣工文檔。

3.2 進度管理

基于BIM的施工進度管理模塊以項目的WBS工作分解管理為依據(jù)[6]，為用戶提供工程進度計劃編制、進度模擬演示、實際進度管理、進度預(yù)警、進度報表等一系列業(yè)務(wù)管理功能。通過確定、調(diào)整合理的工作排序和工作周期，進度管理可以在滿足項目時間要求的情況下，使資源配置和費用支出達到最佳狀態(tài)。進度管理有日進度、進度對比和產(chǎn)值分析三個子模塊。

1.日進度

日進度展示了日進度數(shù)統(tǒng)計、WBS統(tǒng)計和上報人統(tǒng)計三個統(tǒng)計圖。

在時間段篩選框可以選擇固定時間段，也可以通過日歷選擇隨意的時間段，所有統(tǒng)計圖會有相應(yīng)變化。并且能夠顯示項目事件詳情。

圖1 “日進度”界面

2.進度對比

進度對比頁面分模型、進度模擬和構(gòu)件屬性、施工進度信息等三個部分。

點擊模型中的構(gòu)件能夠查看其屬性、施工進度等信息。

進度模擬可以像看視頻一樣查看模型施工進度?；瑒酉路降臅r間進度模型會展示相應(yīng)時間的施工進度。

圖2 進度模擬界面

3.產(chǎn)值分析

產(chǎn)值分析頁面主要展示的是構(gòu)件產(chǎn)值統(tǒng)計圖、剩余工作量統(tǒng)計圖。

在時間段篩選框可以選擇固定時間段，也可以通過日歷選擇隨意的時間段，構(gòu)件產(chǎn)值統(tǒng)計圖、剩余工作量統(tǒng)計圖都會有相應(yīng)變化。

圖3 產(chǎn)值分析界面

3.3 質(zhì)量管理

基于BIM的施工質(zhì)量管理模塊以單元工程模型為載體，以工序為基本管理單元，利用BIM技術(shù)對施工現(xiàn)場的分部分項工程質(zhì)量管理至每一道工序的輸入輸出，規(guī)范施工單位、監(jiān)理單位的施工管理過程，確保建設(shè)單位對工程質(zhì)量的可視、可控。質(zhì)量管理有工序交驗、工程報驗、監(jiān)理抽檢、中間交工和工作督辦等五個子模塊[7]。

工序交驗展示的是工序交驗的工序名稱、工序等級、自檢負(fù)責(zé)人、業(yè)務(wù)編號、記錄日期、工序開始日期、工序結(jié)束日期和項目經(jīng)理、天氣、氣溫、備注等主要信息。

工程報驗展示的是工程報驗的報驗單編號、申請日期、駐地監(jiān)理工程師、開始樁號、結(jié)束樁號和記錄人、要求到場檢驗時間、項目經(jīng)理等主要信息。

監(jiān)理抽檢展示的是監(jiān)理抽檢的報驗單編號、申請日期、駐地監(jiān)理工程師、開始樁號、結(jié)束樁號和記錄人、要求到場檢驗時間、項目經(jīng)理等主要信息。

中間交工展示的是中間交工的報驗單編號、申請日期、駐地監(jiān)理工程師、開始樁號、結(jié)束樁號和記錄人、要求到場檢驗時間、項目經(jīng)理等主要信息。

工作督辦展示的是工作督辦的檢查單號、檢查單位名稱、檢查類別、記錄人、復(fù)核人、檢查日期和復(fù)核日期、整改完成日期、實際完成日期等主要信息。

3.4 安全管理

基于BIM的工程安全管理系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場情況辨識危險源，并將危險源的范圍、危害程度、標(biāo)識標(biāo)牌、危險預(yù)案納入系統(tǒng)進行管理；結(jié)合專業(yè)的視頻監(jiān)控方案、人員管理方案等安全專項應(yīng)用集成，打造全面化、標(biāo)準(zhǔn)化的安全管理環(huán)境。安全管理有現(xiàn)場安全報備、班前教育、安全巡查、分部分項檢查和工作督辦等五個子模塊[8]。

現(xiàn)場安全報備展示的是現(xiàn)場安全報備的記錄時間、安全報備等級、自檢負(fù)責(zé)人、業(yè)務(wù)編號、項目經(jīng)理、施工負(fù)責(zé)人、駐地監(jiān)理工程師和天氣、氣溫、備注等主要信息。

班前教育展示的是班前教育的記錄人、記錄日期、工序名字、教育類型、教育時間和教育分類、備注等主要信息。

安全巡查展示的是安全巡查的巡查人、巡查時間、工序名稱、問題類別和巡查描述、整改人、整改編號、備注等主要信息。

分部分項檢查展示的是分部分項檢查的填報人、填報日期、核查人、核查單位和被檢單位負(fù)責(zé)人、符合率、符合項、備注等主要信息。

工作督辦展示的是工作督辦的檢查單號、檢查單位名稱、檢查類別、記錄人、復(fù)核人、檢查日期和復(fù)核日期、整改完成日期、實際完成日期等主要信息。

4 存在問題及解決方案

4.1 數(shù)據(jù)及信息管理問題及解決方案

西拉沐淪大橋建成后需要進行長期的管理和運營，這就需要橋梁管理者對橋梁的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一管理和共享，以便更好地實現(xiàn)橋梁的運營。由于橋梁的使用壽命較長，所以可能會存在數(shù)據(jù)變化、信息更新等問題。因此，需要建立一套完善的數(shù)據(jù)更新機制，將變化的數(shù)據(jù)及時更新到BIM模型中，從而保證BIM模型的數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性。另外，還需要對更新的數(shù)據(jù)進行追蹤和記錄，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)管理和使用。這樣一來，可以實現(xiàn)橋梁數(shù)據(jù)信息的實時追蹤、更新和管理，保證橋梁運營的高效和安全。

4.2 技術(shù)應(yīng)用能力不足問題及解決方案

在實踐中，基于BIM技術(shù)的西拉沐淪大橋建設(shè)面臨著技術(shù)應(yīng)用能力不足的問題。一方面，由于BIM技術(shù)在中國尚處于前期推廣和應(yīng)用階段，因此，橋梁建設(shè)和運營方面的專業(yè)人才缺乏相應(yīng)的技術(shù)背景和實踐經(jīng)驗。另一方面，由于BIM技術(shù)的快速發(fā)展和更新，需要相關(guān)人員及時掌握新的技術(shù)和應(yīng)用方法，以滿足橋梁建設(shè)、運營等方面的需求。

針對專業(yè)人員進行技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，加強技術(shù)人員的綜合素質(zhì)和實踐能力，以提升他們對BIM技術(shù)的應(yīng)用和掌握程度。其次，可以在軟件和系統(tǒng)方面進行技術(shù)升級和優(yōu)化，提高應(yīng)用靈活性和實用性，減少技術(shù)人員對于復(fù)雜技術(shù)細(xì)節(jié)的依賴程度。同時，采用一系列推廣策略，向社會普及BIM技術(shù)的概念和應(yīng)用價值，鼓勵更多的從業(yè)人員理解和使用BIM技術(shù)，提高技術(shù)人員的總體技能水平。這樣一來，可以從源頭上解決技術(shù)應(yīng)用能力不足的問題，讓西拉沐淪大橋得到更完善的技術(shù)支持。

4.3 工程管理及維護要求的差異問題

西拉沐淪大橋建設(shè)需要進行工程管理和維護，但由于不同階段和不同人員對BIM模型的使用和理解程度不同，可能會造成管理和維護方面的差異問題。

對于施工人員以及后期維護管理工作人員實施BIM技術(shù)培訓(xùn)，增加對BIM模型的理解和使用的能力，提高管理和維護水平，減少由于人為操作錯誤和信息不對稱造成的后續(xù)影響。采取全面的BIM數(shù)據(jù)相關(guān)管理方法，可以保證橋梁工程管理和維護的高效和嚴(yán)謹(jǐn)。

5 結(jié)束語

總結(jié)BIM技術(shù)在西拉沐淪大橋應(yīng)用管理中的實踐經(jīng)驗，BIM信息化管理系統(tǒng)在西拉沐淪大橋的應(yīng)用管理上，主要體現(xiàn)在資源與信息、進度、質(zhì)量與安全等方面，相比于傳統(tǒng)的信息化管理系統(tǒng)存在較大的優(yōu)勢。

完善對策和建議。為了進一步完善BIM技術(shù)在西拉沐淪大橋應(yīng)用管理方面的作用，建可以考慮建立BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系、推廣BIM技術(shù)應(yīng)用知識和能力、借鑒國外的BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗。這需要政府、企業(yè)、專家和行業(yè)協(xié)會等多方合作，進行緊密協(xié)調(diào)和互相支持，在技術(shù)、政策、管理和標(biāo)準(zhǔn)等方面不斷完善和創(chuàng)新。