基于BIM技术的西拉沐沦大桥工程管理

黄 鑫 于占江 杨伟光 袁沫海

内蒙古经乌高速公路管理有限责任公司 内蒙古 赤峰 024000

1 背景介绍

1.1 西拉沐沦大桥的基本情况

内蒙古赤峰市克什克腾旗境内的西拉沐沦特大桥是乌高速公路的重要控制性工程，全桥长2064米。主桥为128+5×240+128米六塔七跨预应力混凝土矮塔斜拉桥。该桥位于风积沙峡谷地区，是全球首座在此区域建设的桥梁。此外，该桥也是全球跨径最大、PC梁多矮塔斜拉桥最高的桥梁之一[1]。

1.2 BIM技术的应用价值

BIM（Building Information Modeling）技术是一种建筑信息模型技术。近年来，BIM技术在缩短设计和施工周期、降低成本、提高设计和施工水平和质量等方面的促进作用，已成为土木行业的共识，道路交通项目上的BIM技术应用也日益广泛。BIM技术在设计、施工、运营和维护中都具有很大的应用价值[2]。

2 BIM技术的基本原理

2.1 BIM技术在桥梁工程中的应用

BIM技术在桥梁工程中的应用可以帮助工程师和设计师更加直观地了解桥梁与边界条件的关系以及施工过程中的安全控制等方面的问题。借助BIM技术，工程师和设计师可以更准确地计划、便于合作和完成桥梁建设项目。

1.桥梁设计信息协同与复核

BIM技术使桥梁建设过程变得更为直观、高效、可行。桥梁设计师利用BIM技术辅助设计，搭建BIM模型后，不同专业的设计成果集成整合在同一可视化环境中，通过虚拟浏览及碰撞检查等手段，可在项目施工开始前及时发现设计图纸中的“错、漏、碰、缺”，并反馈给设计方予以解决，大大避免由于设计缺陷导致的施工进度延误，保障设计质量。

2.桥梁施工的规划性和针对性

BIM技术可以帮助工程师在桥梁施工过程中对现有的资源、施工流程和特定的建筑条件进行更好的管理和规划。以本项目施工周期紧张，部分工程作业面复杂。利用BIM技术可进行关键工序和复杂方案的施工模拟，实现虚拟建造，提前发现并规避施工过程中的风险，对施工作业人员进行可视化交底，从而提高施工效率和安全性，更好地保证施工质量[3]。

2.2 BIM技术在桥梁工程管理中的基本原理

BIM技术可以在设计、建造和维护等各个方面中发挥作用，为桥梁管理带来了巨大的变化。在桥梁管理中，BIM技术的基本原理包括信息数字化管理、协同管理和监控控制等方面。

1.信息数字化管理

桥梁管理的基本需要是将所有的信息数字化，以便更精确地计划和管理建造、操作和维护的所有过程。采用BIM技术进行管理，可以使设计师、工程师和管理层之间更好地协调，以提高效率、防止错误，并优化设计和管理过程。

2.协同管理

本项目参与方众多，基于统一的BIM信息协同管理平台可方便地进行信息共享和工作协同，保证信息传递的完整性与及时性，实现信息资源高度共享，极大克服了“信息孤岛”的弊端，有效避免传统项目各单位、各部门之间沟通不畅、信息反馈慢等问题，有助于减少相互推诿，缩短决策周期，最终实现项目管理的规范化和精细化。

3.监控控制

BIM技术可以帮助管理团队在桥梁建设的每个阶段实现更好的监控和控制。在建设过程中，BIM技术在测量、监控和控制方面的应用，可以帮助工程师和施工员更好地理解建设过程的细节，并为建设过程中的调整和决策提供数据支持。同时，BIM技术还可以在桥梁维护期间发挥作用，为系统监控和维护提供支持[4]。

3 基于BIM技术的西拉沐沦大桥应用管理

3.1 资源和信息管理[5]

西拉沐沦大桥BIM信息化管理系统文档管理有首页和资料浏览两个子模块。

在首页，管理者可以对工程过程中各种记录文件进行归纳管理，包括图纸、工艺视频、安全问题、会议中心和质量问题等相关文档。通过日常的不断积累和丰富，形成文档与数据间的强关联关系，并最终形成整体竣工文档。

3.2 进度管理

基于BIM的施工进度管理模块以项目的WBS工作分解管理为依据[6]，为用户提供工程进度计划编制、进度模拟演示、实际进度管理、进度预警、进度报表等一系列业务管理功能。通过确定、调整合理的工作排序和工作周期，进度管理可以在满足项目时间要求的情况下，使资源配置和费用支出达到最佳状态。进度管理有日进度、进度对比和产值分析三个子模块。

1.日进度

日进度展示了日进度数统计、WBS统计和上报人统计三个统计图。

在时间段筛选框可以选择固定时间段，也可以通过日历选择随意的时间段，所有统计图会有相应变化。并且能够显示项目事件详情。

图1 “日进度”界面

2.进度对比

进度对比页面分模型、进度模拟和构件属性、施工进度信息等三个部分。

点击模型中的构件能够查看其属性、施工进度等信息。

进度模拟可以像看视频一样查看模型施工进度。滑动下方的时间进度模型会展示相应时间的施工进度。

图2 进度模拟界面

3.产值分析

产值分析页面主要展示的是构件产值统计图、剩余工作量统计图。

在时间段筛选框可以选择固定时间段，也可以通过日历选择随意的时间段，构件产值统计图、剩余工作量统计图都会有相应变化。

图3 产值分析界面

3.3 质量管理

基于BIM的施工质量管理模块以单元工程模型为载体，以工序为基本管理单元，利用BIM技术对施工现场的分部分项工程质量管理至每一道工序的输入输出，规范施工单位、监理单位的施工管理过程，确保建设单位对工程质量的可视、可控。质量管理有工序交验、工程报验、监理抽检、中间交工和工作督办等五个子模块[7]。

工序交验展示的是工序交验的工序名称、工序等级、自检负责人、业务编号、记录日期、工序开始日期、工序结束日期和项目经理、天气、气温、备注等主要信息。

工程报验展示的是工程报验的报验单编号、申请日期、驻地监理工程师、开始桩号、结束桩号和记录人、要求到场检验时间、项目经理等主要信息。

监理抽检展示的是监理抽检的报验单编号、申请日期、驻地监理工程师、开始桩号、结束桩号和记录人、要求到场检验时间、项目经理等主要信息。

中间交工展示的是中间交工的报验单编号、申请日期、驻地监理工程师、开始桩号、结束桩号和记录人、要求到场检验时间、项目经理等主要信息。

工作督办展示的是工作督办的检查单号、检查单位名称、检查类别、记录人、复核人、检查日期和复核日期、整改完成日期、实际完成日期等主要信息。

3.4 安全管理

基于BIM的工程安全管理系统，根据现场情况辨识危险源，并将危险源的范围、危害程度、标识标牌、危险预案纳入系统进行管理；结合专业的视频监控方案、人员管理方案等安全专项应用集成，打造全面化、标准化的安全管理环境。安全管理有现场安全报备、班前教育、安全巡查、分部分项检查和工作督办等五个子模块[8]。

现场安全报备展示的是现场安全报备的记录时间、安全报备等级、自检负责人、业务编号、项目经理、施工负责人、驻地监理工程师和天气、气温、备注等主要信息。

班前教育展示的是班前教育的记录人、记录日期、工序名字、教育类型、教育时间和教育分类、备注等主要信息。

安全巡查展示的是安全巡查的巡查人、巡查时间、工序名称、问题类别和巡查描述、整改人、整改编号、备注等主要信息。

分部分项检查展示的是分部分项检查的填报人、填报日期、核查人、核查单位和被检单位负责人、符合率、符合项、备注等主要信息。

工作督办展示的是工作督办的检查单号、检查单位名称、检查类别、记录人、复核人、检查日期和复核日期、整改完成日期、实际完成日期等主要信息。

4 存在问题及解决方案

4.1 数据及信息管理问题及解决方案

西拉沐沦大桥建成后需要进行长期的管理和运营，这就需要桥梁管理者对桥梁的数据信息进行统一管理和共享，以便更好地实现桥梁的运营。由于桥梁的使用寿命较长，所以可能会存在数据变化、信息更新等问题。因此，需要建立一套完善的数据更新机制，将变化的数据及时更新到BIM模型中，从而保证BIM模型的数据的及时性和准确性。另外，还需要对更新的数据进行追踪和记录，以便后续的数据管理和使用。这样一来，可以实现桥梁数据信息的实时追踪、更新和管理，保证桥梁运营的高效和安全。

4.2 技术应用能力不足问题及解决方案

在实践中，基于BIM技术的西拉沐沦大桥建设面临着技术应用能力不足的问题。一方面，由于BIM技术在中国尚处于前期推广和应用阶段，因此，桥梁建设和运营方面的专业人才缺乏相应的技术背景和实践经验。另一方面，由于BIM技术的快速发展和更新，需要相关人员及时掌握新的技术和应用方法，以满足桥梁建设、运营等方面的需求。

针对专业人员进行技术培训和学习，加强技术人员的综合素质和实践能力，以提升他们对BIM技术的应用和掌握程度。其次，可以在软件和系统方面进行技术升级和优化，提高应用灵活性和实用性，减少技术人员对于复杂技术细节的依赖程度。同时，采用一系列推广策略，向社会普及BIM技术的概念和应用价值，鼓励更多的从业人员理解和使用BIM技术，提高技术人员的总体技能水平。这样一来，可以从源头上解决技术应用能力不足的问题，让西拉沐沦大桥得到更完善的技术支持。

4.3 工程管理及维护要求的差异问题

西拉沐沦大桥建设需要进行工程管理和维护，但由于不同阶段和不同人员对BIM模型的使用和理解程度不同，可能会造成管理和维护方面的差异问题。

对于施工人员以及后期维护管理工作人员实施BIM技术培训，增加对BIM模型的理解和使用的能力，提高管理和维护水平，减少由于人为操作错误和信息不对称造成的后续影响。采取全面的BIM数据相关管理方法，可以保证桥梁工程管理和维护的高效和严谨。

5 结束语

总结BIM技术在西拉沐沦大桥应用管理中的实践经验，BIM信息化管理系统在西拉沐沦大桥的应用管理上，主要体现在资源与信息、进度、质量与安全等方面，相比于传统的信息化管理系统存在较大的优势。

完善对策和建议。为了进一步完善BIM技术在西拉沐沦大桥应用管理方面的作用，建可以考虑建立BIM技术标准和规范体系、推广BIM技术应用知识和能力、借鉴国外的BIM技术应用经验。这需要政府、企业、专家和行业协会等多方合作，进行紧密协调和互相支持，在技术、政策、管理和标准等方面不断完善和创新。