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滬通長(zhǎng)江大橋BIM技術(shù)應(yīng)用概

述BIM模型是一種先進(jìn)的技術(shù)手段和管理理念,涉及工程項(xiàng)目全生命周期,涵蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)維護(hù)整個(gè)過(guò)程。BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在:可視化、完備性、關(guān)聯(lián)性、優(yōu)化性、協(xié)同性、標(biāo)準(zhǔn)性。由于BIM技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),中國(guó)鐵路總公司加快了鐵路建設(shè)工程信息化工作的推進(jìn)步驟,明確了以BIM技術(shù)為核心,建立統(tǒng)一開(kāi)放的工程信息化平臺(tái),分階段拓展應(yīng)用內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的全生命周期管理。經(jīng)過(guò)認(rèn)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(guò)程的智能化、專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)江大橋指揮部決定將BIM技術(shù)引入項(xiàng)目管理,搭建基于BIM技術(shù)的管理平臺(tái),探索大橋建設(shè)管理的新手段和解決問(wèn)題的新思路。BIM及信息化推進(jìn)思路滬通長(zhǎng)江大橋是總公司工管中心BIM試點(diǎn)項(xiàng)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(shí)施方案與整體規(guī)劃方向一致。(1)工作思路與推進(jìn)路徑、工作方向保持一致??偣踞槍?duì)鐵路BIM及信息化建設(shè)確立的重點(diǎn)工作方向之一就是大力拓展專(zhuān)業(yè)試點(diǎn)。在試點(diǎn)突破的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步擴(kuò)大范圍和專(zhuān)業(yè),以點(diǎn)帶面,加快推進(jìn)。滬通長(zhǎng)江大橋BIM應(yīng)用是在前期試點(diǎn)基礎(chǔ)上,在橋梁專(zhuān)業(yè)擴(kuò)展業(yè)務(wù)子系統(tǒng),并進(jìn)行進(jìn)一步試點(diǎn)摸索,符合總公司的總體工作方向。(2)在統(tǒng)一平臺(tái)上拓展應(yīng)用。滬通長(zhǎng)江大橋BIM管理系統(tǒng)考慮了與工管中心管理平臺(tái)的銜接和兼容溝通,實(shí)現(xiàn)了與工管中心諸多信息化推廣業(yè)務(wù)的無(wú)縫連接,有利于信息化具體業(yè)務(wù)的同步實(shí)施。例如,將工管中心推廣的拌和站、試驗(yàn)室、關(guān)鍵工點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了工程進(jìn)度信息的無(wú)紙化錄入。一、全面部署,綜合推進(jìn)(1)全橋建模。滬通長(zhǎng)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(shì),除了選取主航道橋、專(zhuān)用航道橋作為BIM技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)外,針對(duì)全橋11.072km進(jìn)行整體建模,全面應(yīng)用BIM技術(shù)。(2)全員參與。設(shè)計(jì)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(shí)施。在建設(shè)管理過(guò)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(xiàng)目經(jīng)理到一線技術(shù)干部用BIM技術(shù)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題,傳遞工程指令,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,暴露“卡點(diǎn)”,推進(jìn)BIM應(yīng)用向深度和廣度發(fā)展。(3)全功能試行,分步推進(jìn)。按照“規(guī)劃、試點(diǎn)、總結(jié)、推廣”的整體步驟,同步進(jìn)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(yàn)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(jìn)度管理、安全質(zhì)量管理、報(bào)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(jìn)計(jì)劃。分批分步推進(jìn),最終實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)突出、全功能試行的應(yīng)用局面。(4)平臺(tái)同步修正機(jī)制。BIM管理平臺(tái)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試行后,針對(duì)制造單位、施工單位應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)組織信息反饋和總結(jié),進(jìn)一步細(xì)化功能應(yīng)用,方便應(yīng)用項(xiàng)目的推廣,建立了運(yùn)行、反饋、完善和優(yōu)化的管理體系。二、高標(biāo)定位,標(biāo)準(zhǔn)先行模型深度等級(jí)(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(biāo)準(zhǔn),可有效減少設(shè)計(jì)、施工總包、專(zhuān)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(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣影響很大。通過(guò)廣泛調(diào)研,針對(duì)性地編制了滬通長(zhǎng)江大橋建模指南,對(duì)本項(xiàng)目各部分模型的LOD值進(jìn)行規(guī)定。按照規(guī)定,滬通長(zhǎng)江大橋BIM模型考慮了部分施工信息,建模深度為L(zhǎng)OD300+。滬通長(zhǎng)江大橋BIM建模深度等級(jí)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(dòng)態(tài),及時(shí)修訂推進(jìn)計(jì)劃,引入咨詢團(tuán)隊(duì)對(duì)模型和管理系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用全過(guò)程進(jìn)行咨詢,其主要職責(zé)如下:(1)對(duì)3D信息模型質(zhì)量進(jìn)行審查,涉及模型完整性、準(zhǔn)確性和規(guī)范性。(2)對(duì)設(shè)計(jì)和實(shí)施協(xié)同平臺(tái)的功能需求、系統(tǒng)原型、架構(gòu)設(shè)計(jì)、概要設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等進(jìn)行審查和確認(rèn)。(3)對(duì)管理系統(tǒng)的可靠性、功能性、性能穩(wěn)定性等方面進(jìn)行審查。(4)參與BIM工作標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)指南的編制工作。(5)協(xié)助建設(shè)單位對(duì)BIM技術(shù)交付成果進(jìn)行審查。咨詢團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)研行業(yè)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用最新動(dòng)態(tài),完善用戶需求,評(píng)估平臺(tái)開(kāi)發(fā)狀態(tài),修正BIM技術(shù)推進(jìn)方案,確保了系統(tǒng)功能和交付質(zhì)量,有力推動(dòng)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(kāi)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(fù)責(zé)項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、整體推進(jìn)、督促落實(shí),并對(duì)各階段節(jié)點(diǎn)目標(biāo)完成情況進(jìn)行檢查和考核;業(yè)務(wù)組負(fù)責(zé)各階段任務(wù)的分解、下達(dá)和執(zhí)行。項(xiàng)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(xiàng)目組設(shè)計(jì)了最終目標(biāo)和階段目標(biāo)相結(jié)合的動(dòng)態(tài)管理模式,采取推進(jìn)周例會(huì)和領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)的保障制度,以目標(biāo)分析為出發(fā)點(diǎn),采取問(wèn)題分析、現(xiàn)場(chǎng)討論等工作方式,組織各參研單位找出影響質(zhì)量、進(jìn)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(jìn)度,逐步完成節(jié)點(diǎn)目標(biāo),為BIM技術(shù)的實(shí)施和應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。建設(shè)管理平臺(tái)應(yīng)用重點(diǎn)一基礎(chǔ)應(yīng)用包括基于BIM模型的協(xié)同設(shè)計(jì)及項(xiàng)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(xiàng)目的基本信息,展示當(dāng)前進(jìn)度;編輯項(xiàng)目的相關(guān)信息;根據(jù)線路里程自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)樹(shù),對(duì)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(hào)信息自動(dòng)關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)模型;工程數(shù)量的統(tǒng)計(jì)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(kù)、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(shí)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(kù),方便現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的理解。模型視圖包括圖紙與模型的對(duì)應(yīng)切換查看功能、安全質(zhì)量問(wèn)題的跟蹤、工程量信息的統(tǒng)計(jì)匯總、設(shè)計(jì)屬性的全面展示、對(duì)應(yīng)施工工藝的預(yù)覽及模型剖切、篩選等功能。三進(jìn)度管理包括電子施工日志、形象進(jìn)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(jì)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(jì)劃和施工日志與模型關(guān)聯(lián)的功能展示當(dāng)前進(jìn)度與計(jì)劃的對(duì)比,并對(duì)滯后量進(jìn)行預(yù)警;及時(shí)掌握鋼梁桿件的驗(yàn)收、發(fā)送及架設(shè)進(jìn)度;結(jié)合分部分項(xiàng)驗(yàn)收,開(kāi)發(fā)二維碼,進(jìn)行過(guò)程驗(yàn)收;搭建無(wú)紙化的生產(chǎn)調(diào)度例會(huì)機(jī)制。

四安全管理包括安全日志、危險(xiǎn)源識(shí)別、安全教育動(dòng)畫(huà)、問(wèn)題庫(kù)閉合、架橋機(jī)監(jiān)控及視頻監(jiān)控等內(nèi)容,不僅實(shí)現(xiàn)安全的宣傳、教育、處理和危險(xiǎn)源警示等功能,而且實(shí)時(shí)掌控重點(diǎn)設(shè)備、重點(diǎn)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(wèn)題庫(kù)閉環(huán)管理、拌和站可視化監(jiān)控等內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)了電子質(zhì)量日志的錄入和修改;能夠?qū)Σ煌瑢?duì)象發(fā)起相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題的提交和處理;對(duì)拌和站實(shí)時(shí)監(jiān)控、進(jìn)度分析及歷史數(shù)據(jù)的查詢。下一步推進(jìn)重點(diǎn)一鋼橋智能化建造滬通長(zhǎng)江大橋主體結(jié)構(gòu)(鋼梁)用鋼26萬(wàn)t,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體系龐大,針對(duì)鋼梁建造,深入推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用,有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。研究重點(diǎn)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(chǔ)、傳遞、交流、決策的工作機(jī)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(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合,應(yīng)用于焊接生產(chǎn)過(guò)程控制??赏ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行編號(hào),設(shè)定焊接工藝參數(shù),實(shí)時(shí)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(dòng)化程度與管控水平,防止焊工誤操作,實(shí)現(xiàn)主要、關(guān)鍵部位焊接過(guò)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(guò)全站儀或攝影技術(shù)對(duì)實(shí)際桿件進(jìn)行精密測(cè)量,獲取預(yù)拼桿件的關(guān)鍵尺寸信息,將測(cè)量結(jié)果反饋到設(shè)計(jì)模型中,通過(guò)與設(shè)計(jì)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(yàn)收要求。(3)螺栓連接施工系統(tǒng)。滬通長(zhǎng)江大橋全橋共用高強(qiáng)度螺栓425萬(wàn)套,作業(yè)周期長(zhǎng),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(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓施工扭矩的有效控制,并完成對(duì)螺栓施工信息的全面采集。系統(tǒng)能夠通過(guò)數(shù)顯式扭矩扳手掃描獲取施工計(jì)劃和操作人員信息,施擰過(guò)程中自動(dòng)上傳施工扭矩,對(duì)異常施工扭矩進(jìn)行報(bào)警,規(guī)避高栓的"超擰"和"欠擰"現(xiàn)象,以二維碼形式存儲(chǔ);實(shí)現(xiàn)信息的追蹤管理;同時(shí)能減少班前班后標(biāo)定,提高施工工效。二主塔施工的BIM應(yīng)用針對(duì)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(shí)踐,推進(jìn)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(wèn)題,優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì),提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率。三全生命周期的項(xiàng)目管理BIM技術(shù)的核心是全生命周期的項(xiàng)目管理。下一步工作的重點(diǎn)是強(qiáng)化信息化手段,將制造過(guò)程參數(shù)、施工工序控制參數(shù)、工法應(yīng)用及運(yùn)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(chǔ)到一個(gè)集中的數(shù)據(jù)平臺(tái),通過(guò)大數(shù)據(jù)分析,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維提供多方位服務(wù),最終形成一個(gè)統(tǒng)一的BIM管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)BIM信息服務(wù)工程全生命周期管理。基于BIM的全生命周期項(xiàng)目管理系統(tǒng)依托BIM技術(shù),建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理系統(tǒng),應(yīng)注重以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)已試點(diǎn)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(guò)程中不斷進(jìn)行檢驗(yàn)、反饋和提升,形成統(tǒng)一的"行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)",積累有效數(shù)據(jù),及時(shí)固化成果。同時(shí)注意項(xiàng)目從設(shè)計(jì)至運(yùn)維各階段的銜接和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)型,制定逐層的交付標(biāo)準(zhǔn),做好信息的傳遞和維護(hù)。(2)建設(shè)主管部門(mén)應(yīng)充分意識(shí)到BIM技術(shù)是行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),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(jìn),形成完整的數(shù)據(jù)傳輸通道,保持?jǐn)?shù)據(jù)的有效傳遞和積累。(3)模型統(tǒng)一性問(wèn)題應(yīng)全盤(pán)考慮,保證設(shè)計(jì)、施工(包括鋼梁加工)和運(yùn)維中BIM模型的無(wú)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(jìn)技術(shù)和管理理念,滬通長(zhǎng)江大橋工程實(shí)踐已經(jīng)初步顯示這項(xiàng)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(guò)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(tái),并在項(xiàng)目管理過(guò)程中結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際,完善BIM模型和管理平臺(tái)應(yīng)用模塊,及時(shí)解決存在的問(wèn)題,不斷糾偏,最終實(shí)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(qiáng)力推進(jìn)和統(tǒng)一要求是當(dāng)前BIM技術(shù)推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是解決從"好看"向"實(shí)用"轉(zhuǎn)化的重要推手。(

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