聚焦BIM應用新方案 助力業務與管理創新

文｜邢煜 李建

2018年3月5日交通運輸部發布《關于推進公路水運工程BIM技術應用的指導意見》（交辦公路〔2017〕205號），提出推進BIM技術在公路水運工程建設管理中的應用，加強項目信息全過程整合，實現公路水運工程全生命期管理信息暢通傳遞，促進設計、施工、養護和運營管理協調發展，提升公路水運工程品質和投資效益。 對于BIM技術應用的方向及目標《意見》給出了比較清晰的指導，在建設階段應用的要求是“打造項目管理平臺、降低建設管理成本”。鼓勵項目建設單位搭建基于BIM技術的項目管理平臺，改進技術復雜的大橋、隧道、港口碼頭、航電樞紐、航道整治等工程項目各參建單位的技術交流方式，壓縮管理層次，提升管理效率，提高管理水平。

“互聯網+”智慧公路

基于BIM技術的一體化綜合管理平臺能夠為工程建設帶來更精準、更高效的管理方式，但普遍存在的特殊節點工程需要更為精細的管理模式和更為豐富的管理手段。以G524通常汽渡至常熟三環段改擴建工程為例，該工程作為第三批江蘇省唯一一條綠色示范公路，具有比較重要的示范引領意義，在綠色示范公路方案策劃階段即確定要將此項目打造成智慧公路，BIM技術的應用則是在工程創建綠色公路、智慧公路中的一個重要內容。

基礎工作描述

基于此，方案整體策劃階段在滿足綠色公路建設的基本需求的基礎上，提出了建設互聯網+智慧公路的理念，旨在從智慧先行、網絡大數據監控的角度提出并策劃了基于BIM技術的相關實施方案，從而達到管理創新、建養并重的要求。

在實際應用策劃方面，項目參建各方對于本項目主線高架橋Z73#～Z74#墩鋼箱梁上跨常合高速公路的等高度連續鋼箱梁結構頂推施工比較關注，經過多方的討論確定現場需要利用BIM技術實現三維技術交底，對頂推過程進行全過程監測，并實現智能化施工，最終還要考慮運維管理需求。

經過現場比較明確的需求確定，本著BIM技術主要為現場服務的思路，挖掘BIM技術對于本關鍵節點工程施工的價值，尋求BIM應用的亮點，最終采取的方案是開發一套基于BIM技術的鋼箱梁頂推監測、控制集成系統，

具體需求總結開發為4個具體的功能模塊，一是施工流程，滿足三維技術交底要求；二是頂推監測，滿足進行施工全過程監測；三是智能控制，主要滿足頂推功能的智能化施工控制；四是預留運維監測接口，以供后續運維階段使用。

管理創新 建養并重

基礎工作。在系統功能開發之前的基礎工作是模型建立，模型根據系統功能需要主要包括下部結構、鋼箱梁、導梁、頂推支架、拼裝支架模型，經過比選，本項目主要采用MicroStation、PowerCivil進行對專業模型的建立及總裝，最終導入GIS平臺作為可視化管理的基礎。

施工流程。施工流程的主要功能為模擬該節點的施工整體工藝流程，共分為全過程模擬、一階段模擬、二階段模擬、三階段模擬、四階段模擬，主要是將主要的施工工藝流程劃分為4個階段，可以實現任意單個流程的演示，也可以實現全過程流程演示。

通過施工流程的仿真模擬，直觀的展現了整個施工關鍵過程，驗證了施工方案的可行性，為方案的優化提供了新的驗證方式，也實現了可視化虛擬建造。從而輔助施工管理人員尋找、優化解決問題的方法，確保施工過程可控。

頂推監測。頂推監測的主要功能是對施工過程中關鍵控制因素，頂推力的大小、糾偏千斤頂、落梁千斤頂的實際數值監測，導梁、鋼箱梁頂推過程中軸向偏差數值的監測、頂推過程中高程的監測三個大的方面，分別用獨立的視圖來顯示各自的監測數值，并能通過模型直接體現實時狀態，同時實現接入實時的現場監控視頻畫面，將虛擬與現實有機結合。

通過對主要監測的內容進行展示、分析，通過數據自動采集、傳輸，消除信息孤島，最終能夠實時掌握施工的狀態及設備的工作狀態，實現信息化智能管理。

智能控制。智能控制主要的功能是將所有頂推過程中的千斤頂等設備接入系統，通過系統監測的數據及信息，可以在系統中直接對設備進行操作，控制現場設備的油壓等參數，從而來控制整個頂推過程。

施工流程主界面

運維檢測。運維監測主要針對該關鍵節點或者全線，對運維過程進行基于BIM模型的數據監測，能夠為運維實際業務提供信息化的服務。運維監測內容包括變形監測（主梁擾度、主梁橫向位移、梁端縱向位移、墩頂位移）、應變監測（主梁斷面應變）及疲勞監測。

應用亮點

一是完善精細化BIM建設管理體系。通過對公路工程施工監測系統的應用探索及實踐，主要完善并補充了建設管理對于信息化建設體系的要求，豐富了項目團隊對于建設管理的手段。

頂推監測主界面

二是實現BIM+GIS+物聯網技術融合。項目團隊以可視化、精細化、智能化的施工過程管控為主體思路，提出“BIM+GIS+物聯網”的技術融合方案，建立了基于BIM的鋼箱梁頂推系統，實現頂推施工過程實時監測以及智能控制，完成GIS平臺、BIM技術及物聯網技術的融合。

三是實現三維智能化建造。通過BIM模型設計、建設管理系統的結合，成功的將模型可視化和施工管理信息化進行充分整合和展現，對未來的運維期可視化數據挖掘和決策管理有較好的指導意義，從而實現了基于BIM的智能化建造。

四是信息為資產管理服務。以全生命周期應用為最終目的，創建了貫穿始終的底層數據庫，可以逐步擴充完整的工程信息，做到全過程信息完備的、系統的保留，實現工程數據在全生命周期信息管理的應用，最終可對項目資產管理產生巨大的效益。

應用衍生

通過對于頂推施工監測系統的建立，項目團隊意識到在建設階段若僅僅局限于建設管理平臺一個方向，則會導致在建設階段的應用產品單一，應用模式沒有創新。因此在其他項目上也根據這一思路，針對具體工程開發了“隧道施工監測系統”“承臺大體積混凝土施工溫度監測系統”“關鍵工程鉆孔樁進度監控系統”等相關的衍生產品，同時應用的方式分為兩種，一種是將監測系統集成在管理平臺中，另外一種就是獨立于管理平臺建立的管理系統，從而實現應用方式的多樣化。

基于此，蘇交科BIM中心在建設階段主要的應用方向確定為以建設管理平臺的開發為核心，輔以多元化的施工監測系統，補充及完善BIM技術在建設階段的應用方式，最終形成“全要素信息管理+針對性重點管理”體系，對建設管理的需求進行全覆蓋，充分發揮BIM技術對于建設階段的價值。