基于BIM技术的装配式市政桥梁全寿命周期管理

发表时间:2020/12/31   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:杨宝定 刘俊鹏 魏征 张成功
[导读] 摘要:随着计算机技术的进步,BIM软件对建筑信息数据通过环境分析、可视化模拟、数据统计及计算、各专业间模型的碰撞检测等手段,将概念设计、施工图设计、施工、装修、运维等全生命周期的信息协同管理,实现全过程、全方位的信息化集成。
        中国建筑第八工程局有限公司  浙江绍兴  31200
        摘要:随着计算机技术的进步,BIM软件对建筑信息数据通过环境分析、可视化模拟、数据统计及计算、各专业间模型的碰撞检测等手段,将概念设计、施工图设计、施工、装修、运维等全生命周期的信息协同管理,实现全过程、全方位的信息化集成。市政桥梁的装配式立柱、盖梁、箱梁等通过工厂化生产和现场装配式施工,有助于缩短工期和节约成本,通过与BIM技术的整合能实现优势叠加的效果,本文主要就BIM技术在装配式桥梁全生命周期中的技术应用作初步的探讨。
        关键词:BIM;装配式;全寿命
        1、前言
        2016年2月,中共中央、国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出,大力推广装配式建筑,加大政策支持力度,力争用 10 年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。
        2016年9月27日,国务院办公厅又发布《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》,提出“坚持标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用,提高技术水平和工程质量,促进建筑产业转型升级”的总体要求,强调“因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑”。
        随着计算机技术的进步,BIM软件对建筑信息数据通过环境分析、可视化模拟、数据统计及计算、各专业间模型的碰撞检测等手段,将概念设计、施工图设计、施工、运维等全生命周期的信息协同管理,实现全过程、全方位的信息化集成。
        绍兴二环北路项目约有装配式立柱2084根、装配式立柱957个、装配式盖梁459个、混凝土预制箱梁1963片,运用BIM技术进行设计、施工等全过程管理,通过工厂化生产和现场装配式施工,有助于缩短工期和节约成本,为项目创效。
        2、BIM技术在装配式桥梁全寿命周期管理的应用
        2.1 BIM技术在设计阶段的应用
        (1)利用三维模型比较备选方案,绘制图纸,让成品效果可视化,提高决策能力。
        二环北路项目全线11.6km,含有高架、路基、绿化、管线等诸多施工内容,周边建筑物多;且全线与1 条高速公路、2 条快速路、5 条主干路横向相交,含有8对平行匝道,路网路线复杂;作为承担市区及过境的核心通行道路,交通通行压力大,交通组织困难。
        项目运用BIM技术建立三维模型,一方面可利用BIM的可视化特征,与建设各方进行交流沟通,及时对设计方案进行必选修订;另一方面可根据需要导出二维CAD图纸、各构件数量表等,方便快捷,同时解决了图纸之间的错漏及信息不一致问题。第三,BIM软件为参与各方提供了一个三维设计信息交互的平台,使各专业、各参与方协同工作成为可能。解决因信息不互通造成的各专业设计冲突,优化工程设计。
        (2)工程量统计与造价管理
        项目概算投资额51.17亿元,工程造价高、数量大、内容多,按照传统图纸时代工作方式,需要大量造价人员花费大量的时间、精力统计工程量,且造价精确度不是很高。在设计过程中,通过BIM软件将大量建筑信息数据录入,工程量可以由计算机快速地根据模型中的数据进行统计与计算,节约了时间,减少计算误差,大大提高工作效率。
        2.2 BIM技术在施工阶段的应用
        桥梁施工技术复杂多样,且施工段落长、交通流量大,而构件安装的轴线偏差要求在2mm以内,对施工过程的精度控制以及安全性要求都很高。

BIM的可视化施工仿真为其提供了技术支持,可以对整个的施工过程进行实时的把握,进而让施工的效率以及工作的安全性得到保证。
        (1)构件生产与运输
        立柱、盖梁等构件的预制生产是项目生产过程中特有且非常重要的一个环节,是连接设计与吊装的桥梁与纽带。本项目构件全部由城投集团预制厂工业化生产,因涉及多个单位交叉施工,预制、运输的组织、协调管理显得尤为重要。
        为保证预制构件从场地生产到安装的准确与质量,通过BIM平台的建立,预制场可直接从BIM信息平台调取预制构件的尺寸、材质,构件的需求,制定生产计划,开展有计划地生产。同时将生产信息反馈至BIM信息平台,及时让施工方了解构件生产情况,以便施工方做好施工准备及计划。
        为保证预制构件的质量,且便于对构件在生产、存储、运输、施工、运维全过程管理。在构件生产制作阶段,可对构件进行统一编码,预制场工作人员将含有构件类型、尺寸、材质、安装位置等信息的植入构件中,供各阶段工作人员读取、查阅并使用相关信息。根据实际施工情况,及时将构件质量、进度等信息反馈至BIM信息共享平台,以便生产方及时调整生产计划,减少待工、待料,通过BIM平台实现双方协同互通。
        在构件运输规划中,要根据构件大小合理选择运输工具,依据构件存储位置合理布置运输路线,依照施工顺序安排构件运输顺序,寻求路程及时间最短的运输线路,降低运输费用,加快工程进度。
        (2)构件安装管理
        构件的安装是项目成果转化的关键一步,装配式桥梁构件单个重量大、体积大,施工机械化程度高,吊装工艺复杂,安全防护要求高。为有效解决施工场地布置、运输路线等问题,提高工作效率,加快装配进度,在施工前,可利用BIM技术进行装配吊装的施工模拟和仿真,进一步优化施工流程及施工方案;同时利用BIM技术优化施工场地布置,优化临时交通管制方案、确保吊装效率。
        为确保吊装质量,在各工序施工前,利用BIM技术实现可视化技术交底,通过三维展示,使交底更直观、效果更明显。另外,施工方也可通过BIM技术模拟安全突发事件,完善应急预案,减少安全事故发生概率。
        (3)施工质量进度成本控制
        在装配式建筑施工过程中,利用BIM技术将施工对象与施工进度数据连接,每日对构件的生产、运输、安装情况进行信息录入,确保数据更新快速准确,将"3D-BIM"模型转换成4D-BIM"可视化模型,实现施工进度的实时跟踪与监控。在此基础可将机械、人员、物资等资源使用情况录入系统,形成"5D-BIM"模型,施工方可通过此模型模拟装配施工过程及资源投入情况,实现动态管理。从而实现项目进度、质量、成本的同步管理。
        2.3 BIM技术在运营维护阶段的应用
        桥梁建成后需要使用几十年甚至百年。桥梁的维护与保养显得尤为重要,需要根据大量的数据和图表对其进行有效的管理,提供可视化、信息化的管理决策支持,基于BIM的信息系统化运行可以有效地提高桥梁的管理和维护水平,实现有效、规范的管理。
        3 结语
        BIM与装配式建筑的结合可以在工程项目的全生命周期中发挥巨大的作用,有利于现场的精细化管理,有利于缩短工期、节约成本、保证质量,提高项目管理水平。
        参考文献:
        [1]《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》;
        [2]《BIM技术在装配式建筑全寿命周期管理中的应用》;
        [3]《绍兴二环北路及东西延伸段(镜水路-越兴路)智慧快速路工程(镜水路至越东路)设计文件》。
 
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