公路橋梁建養一體化信息管理研究

張樹國

廣東路路通有限公司，廣東 廣州 510100

公路橋梁是整個社會基礎建設發展的重要組成，其建設性能對整個交通系統有重要影響，也在無形中影響著經濟效益。公路橋梁建設項目越來越多，設計施工難度也逐漸增加，投入耗資巨大，做好后期養護工作對于延長公路橋梁建設項目的使用壽命至關重要。但是目前，我國公路橋梁信息管理手段還比較落后，橋梁信息建設沒有與養護形成很好的協調，需要相關工作人員結合實際項目引進全新的管理手段，實現特色化管理與有效化建設。

1 公路橋梁建養存在的問題

目前，我國的公路橋梁養護項目問題比較嚴峻，一方面，早期部分公路橋梁項目由于一些歷史原因或者檔案資料丟失，很難找到最初的施工資料，未及時對公路橋梁項目開展維修工作，導致錯過最好的修復時期，最終留下安全隱患。另一方面，項目技術資料的管理也存在一定問題，沒有統一標準化的流程，信息溝通不通暢，而傳統的紙質記錄方式，資料極易丟失，不利于信息化管理[1]。橋梁信息養護系統較為復雜且信息量龐大，在運行過程中，需要大量前期數據支撐，以實現數據的共享。此外，技術人員也比較缺乏，整體急需解決的問題較多。

2 公路橋梁建養一體化

建養一體化指的是將建設和養護全壽命周期的結合在一起，重建設更重養護。公路橋梁全壽命周期指的是從項目誕生之初，一直到項目落地施工，直至最終結束運營的整個過程，即從決策階段到立項、設計階段，再到施工階段及項目運營階段。工程中每一個環節都應該得到重視，每一個環節也應該有養護周期[2]。公路橋梁建養一體化在維護整個項目全壽命周期的同時，也能夠結合項目建設的區域、人文環境、地理因素等對專業的建設和養護提供信息支撐，有效管理項目內容庫信息，實現項目在平臺的信息共享，打破信息壁壘，實現各業務線團隊的關聯，解決項目籌備中各單位信息不通暢的問題，實現全周期一站式跟蹤。公路橋梁建養一體化信息管理主要從項目養護信息管理的一體化建設，以及建設單位信息云同步的一體化方向兩個方面進行優化。

（1）信息管理一體化。在公路橋梁項目的建設周期內，傳統的關于信息管理維護通常是在整個項目結束之后才開始，因此所記錄的養護信息也是從正式運營階段開始[3]。公路橋梁信息管理過程如圖1所示，在整體項目建設過程中，管理人員應該從項目的設計階段就開始進行信息建設，實現全周期養護、科學化管理，將橋梁信息的實用價值最大化。項目養護信息一體化管理是整合整個項目建設時期與建成投入運營狀態的信息數據，將其用于一體化管理，把設計、施工與最終的運營連為一個整體，并對各階段的信息管理進行優化，每個階段盡量減少信息流失，使整個項目組合實現有效合作，提高工作效率，實現橋梁信息一體化集成。

圖1 公路橋梁信息管理過程

（2）建設單位信息云同步。從整個工程項目建設的過程來看，涉及各方主體，其中包括業主、設計單位、施工方等，涉及面廣，參與主體多，因此需同步大量的信息。由于各個項目線所處的位置不同，管理范圍不同，在項目建設過程中用于交接的信息量也較為龐大。從某種意義上而言，公路橋梁項目建設就是一個信息創建與資料管理、信息同步的過程。在整個項目的信息管理過程中做好信息的有效梳理，實現信息在整個全壽命周期的應用十分重要。公路橋梁項目參與主主體的信息管理過程如圖2所示，由圖2可知，除了業主，其他主體參與方都是從中間環節參與到項目中來，逐漸熟悉項目、掌握項目的信息，并且隨著項目進度的變化，根據需要對自身所掌握的信息進行補充，但因各參與方所處階段、角度和需求的不同，導致項目所收集的信息的完整性、系統性、準確性難以得到保證。基于整體的建養信息一體化，可以打通整個信息管理界面，確保在項目實施的不同階段，各不同主體之間實現合作，完成信息的同步。此外，可以促使各主體實現更有深度的合作，在完成本身項目部分工作的情況下，同時配合運營端一起監測養護信息，實現各單位信息的跨階段云同步。

圖2 公路橋梁項目參與主主體的信息管理過程

3 公路橋梁建養一體化的信息需求

公路橋梁項目實現建養一體化的首要任務就是進行需求分析。公路橋梁建設養護的實際需求就是要求項目各參與方之間共享項目數據，實現相互之間的協同合作。

（1）運營人員的信息需求。按照目前的市場邏輯來看，一般養護管理部門會對橋梁的養護工作負責，但是項目工作會交由第三方公司承包或專業的養護公司進行管理，解決運營人員的信息需求很有必要。首先，收費管理部門要提供更專業的運營方式，采取科學的收費站點設置、收費標準和收費方式等，實現橋梁的健康運營。路政部門也需要對流量進行實時監控，以便查詢路政信息，實現即時的限流、路況更新、異常天氣預警等。項目的運營方可通過利用先進的建養管理技術，結合科學的監測系統，對公路橋梁的使用壽命和健康程度進行評估。

（2）業主的信息需求。業主在整個項目中，起著統領全局的作用，作為總的項目管理中心，需要更全面地了解項目，獲得更多項目信息，實現整個團隊的資源共享，發揮好統籌全局的重要作用。業主作為總的項目責任人，需要平衡好各方之間的關系，在項目管理過程中，對項目的控制時間長，覆蓋面廣，信息量也更大，需要有足夠的信息來源。

（3）設計的信息需求。設計從業者需要呈現最終的圖紙，是整個項目的重要組成部分。設計主體需要對整個項目的承接功能、整體性能等指標負責，明確設計目標。項目前期，對項目的可行性進行分析，掌握設計資料，及時了解工程所在地環境資源與社會資源，結合項目情況規劃圖紙。從項目建設的最初階段，就要考慮全壽命周期的結構，檢測系統方案，確保工程各個環節能夠有效銜接，確保項目順利施工，故滿足設計工作者的信息需求同樣十分重要。

（4）施工方的整體信息需求。施工人員是整個項目的建設人員，施工過程中所需要的項目圖紙和說明書，以及整體的施工資料等都是需要其他參與方提供的基礎資料。在項目建設過程中，施工方須對材料、機器及人員安排做好信息統籌，實現高效化運營。近些年，工程質量問題備受關注，在施工期間做好橋梁信息維護，結合施工信息的有效管理，可提升項目施工的質量，也便于對后期質量問題進行維護，同步維修記錄，實現薄弱環節的突破。

4 基于BIM技術的公路橋梁建養一體化信息管理

4.1 BIM技術概述

BIM技術指的是利用現代科學計算機的數字化特點，建立整個工程建設項目的設計、施工、運營等環節中的信息化模塊，在項目初期進行信息采集，對項目總體質量進行嚴格把控。在項目建設中使用BIM技術，可以實現項目整體的統一化信息建設，結合實際情況，提高整體的工程建設效率，在各環節中進行優化，節約人力成本及資金、材料等。

4.2 BIM技術在橋梁建養一體化信息管理的具體應用

（1）優化施工圖紙。公路橋梁在設計的過程中，對設計的精準度和安全性的要求較高。設計人員在設計過程中需要對整體橋梁公路結構的模型、形態進行設計，此外在細節方面，更需要對主要承重能力結構進行詳細設計，對橋梁長度、寬度、高度、連接部分、截面構造等都有較高的要求。利用BIM技術，可以實現自適應更改，顯著提高設計效率，減少因為設計圖紙信息而造成的損失。

（2）優化施工方案。由于在施工的過程中，橋梁結構與施工設計結構存在差異，配筋也不同，借助BIM平臺的三維優勢，可模擬施工過程，擬定多套施工方案，通過對比不同施工方式下工程項目的不同狀態，選擇最優施工方案，提高整體施工效率。

（3）優化管理流程。利用BIM技術可為整個項目提供全周期管理流程，實現數據云共享，確定最優的人員配比，合理分配材料設備，從而加快項目施工進度，還有利于開展后期維護工作，真正實現全周期管理。

4.3 橋梁建養一體化信息管理的流程

在項目建設過程中，需對產生的大量信息進行處理，形成數據信息流。公路橋梁建養一體化需要利用IDEFO方法建立一體化模型，梳理建設項目管理流程，同步整個信息流。

（1）采用IDEFO方法建立一體化模型。整個工程項目的建設是一個整體，每一個環節都是不可分割的，需要進行統籌規劃。運用建模的方法直觀地分析整個項目的內在聯系，實現整個項目的信息管理。利用IDEFO方法可以清楚直觀地反映這一過程，利用IDEFO方法建立的一體化模型主要包含信息輸入、策劃過程、設計、施工、運行機制五個方面的內容。信息輸入過程是前期收集項目的整體情況、各方數據等，前期建設建養信息的管理主要是將收集到的信息轉化為項目的參與、合同等，處理整個項目狀況，優化整體過程。項目策劃主要是明確各組織方的需求，把初期想法轉化為設計人員的要求，構建出整體的建設雛形。基于策劃文件的需求，建設同步信息平臺，基于BIM模型進行設計信息管理，以滿足業主方需求，實現初步的模型測試和模擬，進行文檔輸出。基于模型技術、項目合同等條件，施工主要是將模型和設計需求轉化為實體工程，對施工成本、人員、機械進行優化。竣工之后，將所有工程的建設數據、相關文檔等都移交到運營方。通過BIM數據庫的整合，建立可行性較強的檢測系統，為整個養護過程提供支持。

（2）梳理建養一體化的整體流程。整個流程可以分為建設和養護兩個部分。從項目建養一體化的建設部分來看，建設項目初期就應該明確建設條件和環境，收集相關資料，形成調查報告，盡可能明確建成橋梁的安全性，對涉及的技術部分進行集體的科研攻關，利用BIM平臺搭建整體模型，不斷調整優化整個項目的內容，明確項目業務管理，聯動各組織方共同參與整體的人員、資源管理。從項目建養一體化的養護部分來看，整體模型覆蓋整個項目的基本資料，在橋梁檢測的結構評估中，可以根據提供的數據信息制訂養護計劃，實現數據同步更新。

（3）同步建養一體化的信息流。從橋梁建設項目的全周期來看，每個建設階段都會產生大量的信息，且各個環節緊密聯系，同步建養一體化的信息流十分必要。管理人員可利用BIM技術對橋梁基本信息進行分析，在施工階段和運營階段開展檢測，實現橋梁全周期信息同步，形成一體化的信息管理流程，及時更新信息庫，充分利用各鏈路信息，充分發揮信息流的作用。

5 結論

（1）通過梳理公路橋梁的現狀，明確建養一體化的方向和目標，實現信息管理一體化和建設單位信息云同步。

（2）以各組織方需求為導向，從需求點出發，明確參與主體，對各需求方的參與過程進行梳理，為信息共享搭建平臺。

（3）利用BIM技術搭建全周期建設模型，從項目前期就進行信息管理過程分析，落實信息收集、存儲等各個階段的工作，實現建養一體化信息管理。