2018年3月5日交通運輸部發(fā)布《關于推進公路水運工程BIM技術應用的指導意見》(交辦公路〔2017〕205號),對于BIM技術應用的方向及目標有了比較清晰的指導,在相關文件中在建設階段應用的要求是“打造項目管理平臺、降低建設管理成本”。作為基于BIM技術的一體化綜合管理平臺,能夠為工程建設帶來更精準、更高效的管理方式,但普遍存在的特殊節(jié)點工程的管理模式需要更精細,管理手段需要更豐富。
G524高速公路江蘇通常汽渡至常熟三環(huán)段改擴建工程,作為全國第三批、江蘇省唯一一條綠色示范公路,具有重要的示范引領意義,在綠色示范公路方案策劃階段確定要將此項目打造成智慧公路,而BIM技術的應用明確是在工程創(chuàng)建綠色公路、智慧公路中重要的一個內容?;诖?,在方案整體策劃階段,在滿足綠色公路建設的基本需求的基礎上,提出了建設“互聯網+智慧公路”的理念,旨在從智慧先行、網絡大數據監(jiān)控的角度提出并策劃了基于BIM技術的相關實施方案,從而達到管理創(chuàng)新、建養(yǎng)并重的要求。
在實際應用策劃方面,參建各方對于該項目主線高架橋Z73#至Z74#墩鋼箱梁,上跨常合高速公路的等高度連續(xù)鋼箱梁結構頂推施工比較關注,經過多方討論確定現場需要利用BIM技術實現三維技術交底,對頂推過程進行全過程監(jiān)測,并實現智能化施工,最終還要考慮運維管理需求。
經過現場比較明確的需求確定,本著BIM技術主要為現場服務的思路,挖掘BIM技術對于該關鍵節(jié)點工程施工的價值,尋求BIM應用的亮點,最終采取的方案是開發(fā)一套基于BIM技術的鋼箱梁頂推監(jiān)測、控制集成系統。
具體需求總結開發(fā)為4個具體的、大型的功能模塊:一是施工流程,滿足三維技術交底要求;二是頂推監(jiān)測,以滿足進行施工全過程監(jiān)測;三是智能控制,主要滿足頂推功能的智能化施工控制;四是預留運維監(jiān)測接口,供后續(xù)運維階段使用。
基礎工作描述
系統功能開發(fā)之前的基礎工作是模型建立,模型根據系統功能需要,主要包括下部結構、鋼箱梁、導梁、頂推支架、拼裝支架模型,并將各專業(yè)模型進行總裝,并導入GIS平臺作為可視化管理的基礎。
施工流程主界面
頂推監(jiān)測主界面
施工流程主要的功能為模擬該節(jié)點的施工整體工藝流程,共分為全過程模擬、一階段模擬、二階段模擬、三階段模擬、四階段模擬,主要是將重要的施工工藝流程劃分為4個階段,可以實現任意單個流程的演示,也可以全過程流程演示。
通過施工流程的仿真模擬,直觀地展現了整個施工關鍵過程,驗證了施工方案的可行性,為方案的優(yōu)化提供了新的驗證方式,也實現了可視化虛擬建造。從而輔助施工管理人員尋找、優(yōu)化解決問題的方法,確保施工過程可控。
頂推監(jiān)測主要的功能是對施工過程中關鍵控制因素,頂推力的大小、糾偏千斤頂、落梁千斤頂的實際數值監(jiān)測,導梁、鋼箱梁頂推過程中軸向偏差數值的監(jiān)測、頂推過程中高程的監(jiān)測三大方面,分別用獨立的視圖來顯示各自的監(jiān)測數值,并能通過模型直接體現實時狀態(tài)。同時,實現接入實時的現場監(jiān)控視頻畫面,將虛擬與現實有機結合。
通過展示、分析主要監(jiān)測的內容,并由數據自動采集、傳輸,消除信息孤島,最終實時掌握施工的狀態(tài)及設備的工作狀態(tài),實現信息化智能管理。
智能控制主要的功能是,將所有頂推過程中的千斤頂等設備接入系統,通過系統監(jiān)測的數據及信息,在系統中直接可以操作設備,控制現場設備的油壓等參數,從而來控制整個頂推過程。
運維監(jiān)測主要針對關鍵節(jié)點或者全線,對運維過程進行基于BIM模型的數據監(jiān)測,也能為運維實際業(yè)務提供信息化的服務。
運維監(jiān)測內容,包括變形監(jiān)測(主梁擾度、主梁橫向位移、梁端縱向位移、墩頂位移)、應變監(jiān)測(主梁斷面應變)及疲勞監(jiān)測。
通過在公路工程施工監(jiān)測系統的應用探索及實踐,主要完善及補充了建設管理對于信息化建設體系的要求,豐富了建設管理的手段。
“BIM+GIS+物聯網”技術融合是以可視化、精細化、智能化的施工過程管控為主體思路。提出“BIM+GIS+物聯網”的技術融合方案,建立基于BIM的鋼箱梁頂推系統,實現頂推施工過程實時監(jiān)測以及智能控制,完成GIS平臺、BIM技術及物聯網技術的融合。
通過BIM模型設計、建設管理系統的結合,成功的將模型可視化和施工管理信息化進行充分整合和展現,對未來的運維期可視化數據挖掘和決策管理有較好的指導意義,從而實現了基于BIM的智能化建造。
資產管理服務以全生命周期應用為最終目的,創(chuàng)建了貫穿始終的底層數據庫,可以逐步擴充完整的工程信息,做到全過程信息完備的、系統的保留,實現工程數據在全生命周期信息管理的應用,最終可對項目資產管理產生巨大的效益。
通過施工監(jiān)測系統的建立,發(fā)現在建設階段若僅局限于建設管理平臺一個方向,則會導致在建設階段的應用產品單一,應用模式沒有創(chuàng)新,所以在其他項目上根據這一思路,針對具體工程開發(fā)了“隧道施工監(jiān)測系統”“承臺大體積混凝土施工溫度監(jiān)測系統”“關鍵工程鉆孔樁進度監(jiān)控系統”等相關的衍生產品。同時,應用的方式分為兩種,一種是將監(jiān)測系統集成在管理平臺中,另外一種是獨立于管理平臺建立的管理系統,從而實現應用方式的多樣化。
基于此,蘇交科BIM中心在建設階段主要的應用方向,確定為以建設管理平臺的開發(fā)為核心,輔以多元化的施工監(jiān)測系統,補充及完善BIM技術在建設階段的應用方式,最終形成“全要素信息管理+針對性重點管理”的體系,全覆蓋建設管理的需求,充分發(fā)揮BIM技術對于建設階段的價值。