滬通長江大橋BIM技術(shù)應(yīng)用

滬通長江大橋BIM技術(shù)應(yīng)用概

述BIM模型是一種先進的技術(shù)手段和管理理念，涉及工程項目全生命周期，涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、施工到運營維護整個過程。BIM技術(shù)的主要特點表現(xiàn)在：可視化、完備性、關(guān)聯(lián)性、優(yōu)化性、協(xié)同性、標準性。由于BIM技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，中國鐵路總公司加快了鐵路建設(shè)工程信息化工作的推進步驟，明確了以BIM技術(shù)為核心，建立統(tǒng)一開放的工程信息化平臺，分階段拓展應(yīng)用內(nèi)容，實現(xiàn)對工程項目的全生命周期管理。經(jīng)過認真分析，在橋梁建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠拓展橋梁工程建造過程的智能化、專業(yè)化和標準化等方面深層次應(yīng)用，是鐵路橋梁建造技術(shù)的發(fā)展方向。滬通長江大橋指揮部決定將BIM技術(shù)引入項目管理，搭建基于BIM技術(shù)的管理平臺，探索大橋建設(shè)管理的新手段和解決問題的新思路。BIM及信息化推進思路滬通長江大橋是總公司工管中心BIM試點項目之一，大橋BIM管理系統(tǒng)方案必須考慮總公司BIM技術(shù)整體規(guī)劃，使實施方案與整體規(guī)劃方向一致。(1)工作思路與推進路徑、工作方向保持一致?？偣踞槍﹁F路BIM及信息化建設(shè)確立的重點工作方向之一就是大力拓展專業(yè)試點。在試點突破的基礎(chǔ)上，進一步擴大范圍和專業(yè)，以點帶面，加快推進。滬通長江大橋BIM應(yīng)用是在前期試點基礎(chǔ)上，在橋梁專業(yè)擴展業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，并進行進一步試點摸索，符合總公司的總體工作方向。(2)在統(tǒng)一平臺上拓展應(yīng)用。滬通長江大橋BIM管理系統(tǒng)考慮了與工管中心管理平臺的銜接和兼容溝通，實現(xiàn)了與工管中心諸多信息化推廣業(yè)務(wù)的無縫連接，有利于信息化具體業(yè)務(wù)的同步實施。例如，將工管中心推廣的拌和站、試驗室、關(guān)鍵工點視頻監(jiān)控等統(tǒng)一納入BIM管理系統(tǒng)，首批在全路正式啟用電子施工日志，實現(xiàn)了工程進度信息的無紙化錄入。一、全面部署，綜合推進(1)全橋建模。滬通長江大橋主跨1092m，為世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋，橋型橋式多樣。為了體現(xiàn)BIM技術(shù)的整體優(yōu)勢，除了選取主航道橋、專用航道橋作為BIM技術(shù)應(yīng)用重點外，針對全橋11.072km進行整體建模，全面應(yīng)用BIM技術(shù)。(2)全員參與。設(shè)計單位、施工單位、鋼梁制造廠、施工監(jiān)控等多家單位共同參與BIM實施。在建設(shè)管理過程中大力應(yīng)用BIM技術(shù)，制定基于BIM技術(shù)的管理流程，“逼迫”參建單位從項目經(jīng)理到一線技術(shù)干部用BIM技術(shù)解決現(xiàn)場問題，傳遞工程指令，加強現(xiàn)場應(yīng)用，暴露“卡點”，推進BIM應(yīng)用向深度和廣度發(fā)展。(3)全功能試行，分步推進。按照“規(guī)劃、試點、總結(jié)、推廣”的整體步驟，同步進行需求調(diào)研、分批建模和系統(tǒng)整合、搭建。第一批模塊包括在BIM模型上搭載拌和站信息系統(tǒng)、試驗室信息系統(tǒng)和電子施工日志數(shù)據(jù)；第二批模塊融合了GIS功能、可視化交底、進度管理、安全質(zhì)量管理、報表中心、基于物聯(lián)網(wǎng)的桿件信息管理等多種信息化業(yè)務(wù)，并制定了后序推進計劃。分批分步推進，最終實現(xiàn)了重點突出、全功能試行的應(yīng)用局面。(4)平臺同步修正機制。BIM管理平臺經(jīng)過一段時間的試行后，針對制造單位、施工單位應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時組織信息反饋和總結(jié)，進一步細化功能應(yīng)用，方便應(yīng)用項目的推廣，建立了運行、反饋、完善和優(yōu)化的管理體系。二、高標定位，標準先行模型深度等級（LOD）是BIM模型的重要參數(shù)。探索BIM模型深度及基于施工應(yīng)用的模型交付標準，可有效減少設(shè)計、施工總包、專業(yè)分包等單位重復(fù)建模，便于數(shù)據(jù)和信息的收集和共享，對BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣影響很大。通過廣泛調(diào)研，針對性地編制了滬通長江大橋建模指南，對本項目各部分模型的LOD值進行規(guī)定。按照規(guī)定，滬通長江大橋BIM模型考慮了部分施工信息，建模深度為LOD300+。滬通長江大橋BIM建模深度等級三、引入咨詢審核BIM是一種全新的技術(shù)，為了保證建模質(zhì)量和BIM系統(tǒng)功能的有效應(yīng)用，掌握BIM在全行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)，及時修訂推進計劃，引入咨詢團隊對模型和管理系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用全過程進行咨詢，其主要職責如下：(1)對3D信息模型質(zhì)量進行審查，涉及模型完整性、準確性和規(guī)范性。(2)對設(shè)計和實施協(xié)同平臺的功能需求、系統(tǒng)原型、架構(gòu)設(shè)計、概要設(shè)計和數(shù)據(jù)庫設(shè)計等進行審查和確認。(3)對管理系統(tǒng)的可靠性、功能性、性能穩(wěn)定性等方面進行審查。(4)參與BIM工作標準及相關(guān)指南的編制工作。(5)協(xié)助建設(shè)單位對BIM技術(shù)交付成果進行審查。咨詢團隊通過調(diào)研行業(yè)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用最新動態(tài)，完善用戶需求，評估平臺開發(fā)狀態(tài)，修正BIM技術(shù)推進方案，確保了系統(tǒng)功能和交付質(zhì)量，有力推動BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用。四、組織和制度保障為保證大橋BIM技術(shù)工作順利開展，指揮部和各參加單位成立了領(lǐng)導(dǎo)小組和業(yè)務(wù)組。領(lǐng)導(dǎo)小組負責項目的總體設(shè)計、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、整體推進、督促落實，并對各階段節(jié)點目標完成情況進行檢查和考核；業(yè)務(wù)組負責各階段任務(wù)的分解、下達和執(zhí)行。項目BIM技術(shù)研發(fā)前期，各參研單位技術(shù)人員在工地集中辦公，保證需求調(diào)研、模型建立和系統(tǒng)搭建人員間的零距離溝通；項目組設(shè)計了最終目標和階段目標相結(jié)合的動態(tài)管理模式，采取推進周例會和領(lǐng)導(dǎo)小組會的保障制度，以目標分析為出發(fā)點，采取問題分析、現(xiàn)場討論等工作方式，組織各參研單位找出影響質(zhì)量、進度的關(guān)鍵因素和環(huán)節(jié)，采取優(yōu)化資源配置等相應(yīng)措施加快進度，逐步完成節(jié)點目標，為BIM技術(shù)的實施和應(yīng)用提供堅實基礎(chǔ)。建設(shè)管理平臺應(yīng)用重點一基礎(chǔ)應(yīng)用包括基于BIM模型的協(xié)同設(shè)計及項目信息參數(shù)采集（概況、線路里程、工程參數(shù)等）、模型導(dǎo)入、圖紙錄入、變更登記等內(nèi)容，主要功能是錄入查看項目的基本信息，展示當前進度；編輯項目的相關(guān)信息；根據(jù)線路里程自動生成結(jié)構(gòu)樹，對應(yīng)導(dǎo)入模型及預(yù)覽模型，可更新模型和查看歷史模型及支持歷史模型的回滾；圖紙錄入和修改，根據(jù)圖號信息自動關(guān)聯(lián)對應(yīng)模型；工程數(shù)量的統(tǒng)計復(fù)核，變更登記單的創(chuàng)建和修改，圖形加載輕量化等。二三維技術(shù)交底包括圖紙查看、施工工藝庫、模型視圖等內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)二維圖紙和三維模型的關(guān)聯(lián)，隨時查看該圖紙下的變更記錄及下掛附件，建設(shè)成熟的施工工藝庫，方便現(xiàn)場技術(shù)人員的理解。模型視圖包括圖紙與模型的對應(yīng)切換查看功能、安全質(zhì)量問題的跟蹤、工程量信息的統(tǒng)計匯總、設(shè)計屬性的全面展示、對應(yīng)施工工藝的預(yù)覽及模型剖切、篩選等功能。三進度管理包括電子施工日志、形象進度及基于物聯(lián)網(wǎng)的桿件信息管理等內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)施工計劃的導(dǎo)入、增加和修改。三維電子施工日志的錄入和修改；根據(jù)計劃和施工日志與模型關(guān)聯(lián)的功能展示當前進度與計劃的對比，并對滯后量進行預(yù)警；及時掌握鋼梁桿件的驗收、發(fā)送及架設(shè)進度；結(jié)合分部分項驗收，開發(fā)二維碼，進行過程驗收；搭建無紙化的生產(chǎn)調(diào)度例會機制。

四安全管理包括安全日志、危險源識別、安全教育動畫、問題庫閉合、架橋機監(jiān)控及視頻監(jiān)控等內(nèi)容，不僅實現(xiàn)安全的宣傳、教育、處理和危險源警示等功能，而且實時掌控重點設(shè)備、重點施工位置的工作狀況。

五質(zhì)量管理包括質(zhì)量日志、質(zhì)量問題庫閉環(huán)管理、拌和站可視化監(jiān)控等內(nèi)容，實現(xiàn)了電子質(zhì)量日志的錄入和修改；能夠?qū)Σ煌瑢ο蟀l(fā)起相關(guān)質(zhì)量問題的提交和處理；對拌和站實時監(jiān)控、進度分析及歷史數(shù)據(jù)的查詢。下一步推進重點一鋼橋智能化建造滬通長江大橋主體結(jié)構(gòu)(鋼梁)用鋼26萬t，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體系龐大，針對鋼梁建造，深入推進BIM技術(shù)應(yīng)用，有重要的現(xiàn)實價值。研究重點是鋼橋的智能化制造和基于全生命周期管理理念的探索，打造穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集、存儲、傳遞、交流、決策的工作機制和流程。(1)焊縫質(zhì)量管理系統(tǒng)。焊接質(zhì)量管理系統(tǒng)是將現(xiàn)代化的管理手段與先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于焊接生產(chǎn)過程控制?？赏ㄟ^計算機對焊縫進行編號，設(shè)定焊接工藝參數(shù)，實時記錄和上傳焊接參數(shù)，形成構(gòu)件"焊縫地圖"，提高焊接的自動化程度與管控水平，防止焊工誤操作，實現(xiàn)主要、關(guān)鍵部位焊接過程監(jiān)控、事后追溯。(2)數(shù)字化預(yù)拼裝系統(tǒng)。數(shù)字化預(yù)拼裝是通過全站儀或攝影技術(shù)對實際桿件進行精密測量，獲取預(yù)拼桿件的關(guān)鍵尺寸信息，將測量結(jié)果反饋到設(shè)計模型中，通過與設(shè)計模型的比較分析，確定通孔率、預(yù)拱度等值是否滿足預(yù)拼裝驗收要求。(3)螺栓連接施工系統(tǒng)。滬通長江大橋全橋共用高強度螺栓425萬套，作業(yè)周期長，環(huán)境條件變化大，控制質(zhì)量離散性大，工作難度很大。該系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用第三代扭矩扳手，實現(xiàn)對螺栓施工扭矩的有效控制，并完成對螺栓施工信息的全面采集。系統(tǒng)能夠通過數(shù)顯式扭矩扳手掃描獲取施工計劃和操作人員信息，施擰過程中自動上傳施工扭矩，對異常施工扭矩進行報警，規(guī)避高栓的"超擰"和"欠擰"現(xiàn)象，以二維碼形式存儲；實現(xiàn)信息的追蹤管理；同時能減少班前班后標定，提高施工工效。二主塔施工的BIM應(yīng)用針對主塔施工深化BIM技術(shù)的應(yīng)用，涉及支架建模、預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內(nèi)容，將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工實踐，推進主塔施工向工廠化、預(yù)制化、裝配化、信息化方向發(fā)展，提前發(fā)現(xiàn)工序銜接問題，優(yōu)化施工組織設(shè)計，提高現(xiàn)場工作效率。三全生命周期的項目管理BIM技術(shù)的核心是全生命周期的項目管理。下一步工作的重點是強化信息化手段，將制造過程參數(shù)、施工工序控制參數(shù)、工法應(yīng)用及運維措施各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)搭載到BIM模型，并存儲到一個集中的數(shù)據(jù)平臺，通過大數(shù)據(jù)分析，為結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和運維提供多方位服務(wù)，最終形成一個統(tǒng)一的BIM管理系統(tǒng)，實現(xiàn)BIM信息服務(wù)工程全生命周期管理?；贐IM的全生命周期項目管理系統(tǒng)依托BIM技術(shù)，建設(shè)項目全生命周期管理系統(tǒng)，應(yīng)注重以下幾個方面：(1)對已試點成熟或?qū)⒁邪l(fā)的信息化業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，加大推廣應(yīng)用范圍，在使用過程中不斷進行檢驗、反饋和提升，形成統(tǒng)一的"行業(yè)標準"，積累有效數(shù)據(jù)，及時固化成果。同時注意項目從設(shè)計至運維各階段的銜接和標準統(tǒng)型，制定逐層的交付標準，做好信息的傳遞和維護。(2)建設(shè)主管部門應(yīng)充分意識到BIM技術(shù)是行業(yè)未來發(fā)展趨勢，應(yīng)制定相應(yīng)的制度予以保證。BIM技術(shù)的應(yīng)用和落地，要重視和關(guān)注各環(huán)節(jié)同步采用BIM技術(shù)，保持在全生命周期內(nèi)不同階段的持續(xù)推進，形成完整的數(shù)據(jù)傳輸通道，保持數(shù)據(jù)的有效傳遞和積累。(3)模型統(tǒng)一性問題應(yīng)全盤考慮，保證設(shè)計、施工(包括鋼梁加工)和運維中BIM模型的無損傳遞、繼承和發(fā)展，避免重復(fù)建模，確保有效信息的積累、分析和應(yīng)用。JIESHUYU(1)BIM技術(shù)代表一種先進技術(shù)和管理理念，滬通長江大橋工程實踐已經(jīng)初步顯示這項技術(shù)的潛力，該技術(shù)的廣泛應(yīng)用是橋梁建造技術(shù)的發(fā)展方向。(2)建設(shè)單位通過有效組織、統(tǒng)一部署，搭建基于BIM技術(shù)的統(tǒng)一管理平臺，并在項目管理過程中結(jié)合項目實際，完善BIM模型和管理平臺應(yīng)用模塊，及時解決存在的問題，不斷糾偏，最終實現(xiàn)各參建單位在統(tǒng)一BIM技術(shù)應(yīng)用模式下協(xié)同工作。建設(shè)單位的強力推進和統(tǒng)一要求是當前BIM技術(shù)推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是解決從"好看"向"實用"轉(zhuǎn)化的重要推手。(