面向建设管理需求的装配式桥梁工程量交付方法研究

但 晨，黎宇阳

（四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017）

随着建设管理信息化平台在高速公路领域的应用推广[1]，以BIM+GIS技术为底层支撑的数据业务逐步丰富，服务应用关注点逐步从三维呈现和可视化展示转向数字化交付[2]，以设计成果为信息源头，通过工程结构分解和设计数据结构化，最终形成工程数据底座，为建设管理阶段提供了完整的数据支撑。工程量及清单数据，在整个建设过程中是推动工程进度的关键一环，在设计完成后，施工单位需要进行图纸核查，梳理零号变更，形成固化清单，而信息化部门也需及时跟进，为后继建设管理阶段进行数据准备，工程量数据交付的便利性和准确性是设计数据提交中亟须解决的重要问题。

本文基于四川高速公路桥梁标准化设计理念，提出了适用于装配式桥梁工程量及清单的结构化处理，基于SQLServer数据库进行数据管理，以WPF技术框架完成了数据采集、存储、管理相关功能，通过工程结构分解（EBS） 派生分部分项，工程数量与EBS的匹配绑定，实现了工程量数据从设计阶段向建设管理阶段的交付方法。

1 工程量及清单数据结构化

1.1 数据的来源

装配式桥梁工程量主要分为两类，即构件级工程量与桥梁级工程量。

1） 构件级工程量，例如T 梁工程量、盖梁工程量，源自标准件数量表及非标准件数量表。标准件数量表由项目通用图获得，数据资源服务整个高速公路项目；非标准件数量表由具体桥梁设计图纸获得，数据资源服务单个桥梁。

2） 非构件级工程量，例如墩台挖方，桥下清方等，从具体桥梁总体工程数量表提取，数据资源服务单个桥梁。

桥梁工程量清单一般由项目业主根据招标文件编写，按照《公路工程标准施工招标文件》 （2018版） 的约定，第400章适用于桥梁、涵洞，主要包含项目名称、材料分类、计量规则等[3]。

1.2 数据的结构化分解

根据施工计量需求和桥梁专业成图标准，本研究将工程量按照材料类型进行划分，主要分为素混凝土构件表、钢筋混凝土构件表、预应力体系表、支座构件表、桥梁总体工程量表5 种基础类型。可以涵盖装配式桥梁涉及的主要构件工程量表格类型。结合业务需求，制定了5 种标准表格，根据《公路工程信息模型应用统一标准》 （JTG/T 2420—2021） 中关于结构分类的规定，对不同构件进行表格配置，将不同结构的工程量数据按照数据类型、定位信息、元素类型、工程材料信息、工程数量、计量数量以及清单细目号进行结构化存储。

1.3 数据的存储结构

建设管理阶段工程量数据存储根据粒度不同分为工程量明细表和工程量计量表，钢筋加工、工程采购及工程量数据复核均需要材料规格、尺寸、数量等详细信息，一般采用明细表进行数据支撑，见表1。

表1 工程量明细表

而在工程计量阶段，工程材料颗粒度需与工程量清单保持一致，在对工程量明细表进行汇总计算后，对工程数量、计量数量、清单细目号等信息进行存储，见表2。

表2 工程量计量表

工程量清单信息目前无法利用计算机识别，需要人工理解并转化为标准配置表和计量规则逻辑算法。配置表主要涵盖分部工程与构件的对应关系，分部工程包含材料对应细目号属性，见表3。

表3 工程量清单配置表

1.4 工程量管理程序的开发

本文采用WPF框架进行了工程量管理平台的开发（见图1），基于标准数据表格，通过表格合规性检查、数据库创建及配置，标准件工程量写入和非标准件工程量写入等步骤，将录入工程量表格中的格式化数据转化为工程量明细表，并采用SQLServer数据进行储存（见第89页图2、图3），读取项目构件材料的细目号配置信息，消化计量规则逻辑，形成包含清单细目号、材料名称、材料单位、工程数量和计量数量的完整工程计量清单子目信息，即工程量计量表。

图1 桥梁工程量管理平台

图2 工程量明细表结构化

图3 工程量计量表结构化

2 工程量与分部分项的关联方法

2.1 工程结构分解派生分部分项

分部分项是公路工程建设管理阶段的关键要素，质量评定、试验检测、计量支付等功能需求均以分部分项为管理粒度。在传统高速公路项目中，分部分项主要依靠施工单位根据二维设计图纸进行人工划分，存在划分效率低下，划分成果标准不统一，包含数据较少，与信息化系统对接周期较长等缺点。随着BIM+GIS技术在建设管理信息化平台的推广应用，信息模型为工程结构分解提供了划分的数据基础，本文基于《公路工程信息模型应用统一标准》的分类标准和编码体系将信息模型进行工程结构分解，设计数据转化为结构化的信息数据库，结合《公路工程质量检验评定标准》 （JTG F80/1—2017） 中对公路交通工程领域分部分项的层级标识和编码，形成了一种分部分项的自动构件方法[4]。在构建分部分项时，数据增加了来源属性，因此建立了工程结构分解数据与分部分项数据之间的关联关系。

2.2 工程结构分解与工程数量的匹配

桥梁级工程数量通过桥梁名称与桥梁工程单位直接绑定。构件级工程数量与工程结构分解通过标识符来进行匹配。标识符主要存在两种构成方式。

对于适用于装配式桥梁通用图的，标识符由构件关键属性组成，例如“40 m_简支T 梁_圆桩（2.0）_T形_盖梁”，依据上部结构类型（40 m_简支T梁）、墩柱形状（圆桩）、墩柱尺寸（2.0）、盖梁形状（T形）、元素类型（盖梁） 即可唯一确定盖梁采用的标准件工程量。

对于不适用装配式通用图的，标识符主要由定位信息和元素类型组成，定位信息采用左右幅+起点墩台号+止点墩台号+行号+列号+层号6个信息组合的定位编码，行列层根据项目要求约定默认编号规则。例如R002002001001001盖梁，表示右幅2号墩盖梁。

工程结构分解数据与其派生的分部分项具备天然绑定关系，主要通过唯一ID识别。工程数量以标识符为媒介，与工程结构分解数据产生关联约束，最终，在数据交付中实现了分部分项从数据库中提取工程量数据，工程量匹配整体方案见第90页图4。

3 项目验证

本研究依托G4216线宁南至攀枝花段高速公路项目，围绕BIM模型、GIS平台及数字竣工档案系统三大应用点，打造了建设管理阶段全数据集成平台，见第90页图5。在工程模型的支撑下，依据分部分项划分手册，提供了能够满足工程建设管理需求的分部分项划分成果，对设计工程量进行数据拆分清理，形成结构化数据，与各子分项、清单编号等相关信息进行绑定。桥梁专业累计创建分部分项96353份，绑定工程量数据395671条，支撑了高效的线上计量支付工作，保障流转过程中数据真实可靠、对元数据进行记录，实现工程建设数据与BIM模型间的深度挂钩，促进底层数据与上层模型的数据驱动。

图5 建设管理平台应用

4 结论

本文结合设计阶段的交付成果和建设管理阶段的数据需求，形成了一套装配式桥梁工程量和清单数据与分部分项绑定的交付方法。基于C#语言进行开发，形成了桥梁工程量表格和清单配置表录入校核工具，结合SQL Server数据库技术完成了数据的管理和存储程序，通过工程结构分解派生分部分项的原生绑定关系，配合采用标识符进行工程量数据匹配的模式，实现了工程量向建设管理阶段数据服务的交付方法。

本文基于BIM+GIS的建设管理平台，实现数字化交付方式的技术验证落地，率先在四川省内完成了工程设计信息数字化移交，这将极大推动四川省内公路工程信息化应用的发展水平。随着建设项目的持续推进，项目组将继续总结、分析、优化勘察设计信息的数字化交付手段及方式，力争在更多项目上持续发力，形成科学可行的交付体系。