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        首都新機場北線高速廊坊段建養(yǎng)一體BIM技術(shù)應(yīng)用

        2022-05-11 13:13:06龔濤
        交通世界 2022年10期
        關(guān)鍵詞:建設(shè)期機場編碼

        龔濤

        (匯通建設(shè)集團股份有限公司,河北高碑店 074000)

        1 工程概述

        首都新機場(即北京大興國際機場)北線高速公路廊坊段項目是首都新機場“五縱兩橫”地面綜合交通體系的重要組成部分,是連接廊坊市區(qū)、臨空經(jīng)濟區(qū)和首都新機場的便捷高速通道。主線長9.971km,為雙向八車道高速公路,連接線長6.201km。項目設(shè)樞紐互通立交2處,服務(wù)型互通立交1處,分離立交213.06m/2座;主線端口收費站1座,匝道收費站1座;停車區(qū)1處,養(yǎng)護工區(qū)1處,路段監(jiān)控通信站1處。控制性工程龍河特大橋規(guī)模宏大,橋長5.283km,由預(yù)制箱梁、現(xiàn)澆箱梁、鋼混組合等多種結(jié)構(gòu)形式組成,上跨龍河、廊涿高速、G105國道等,結(jié)構(gòu)形式和功能形式都極其復(fù)雜。本項目具備以下突出特點:

        (1)貫通廊坊及首都新機場,戰(zhàn)略地位高;項目目標(biāo)建設(shè)智慧高速、車路協(xié)同,建設(shè)運營投入BIM數(shù)字化技術(shù)是必然需要。

        (2)建設(shè)工期異常緊張。為配合大型機場交通,業(yè)主要求1年內(nèi)必須通車,而同類工程常規(guī)施工期為2~3年。受地位特殊、形勢復(fù)雜和工期極其緊張等因素影響,做到保質(zhì)、保量與首都新機場通航同時通車,基本上是不可能完成的任務(wù)。

        (3)項目為PPP(Public-Private-Partnership)建設(shè)管理模式,該模式要求建設(shè)和運維養(yǎng)護管理必須達到一體化。建設(shè)工程的質(zhì)量要為運營養(yǎng)護期服務(wù),工程投資建設(shè)要考慮建設(shè)期為運營期能夠提供盡量多的成果及數(shù)據(jù),以支持運營養(yǎng)護期正確及有效的養(yǎng)護管理決策,降低運營成本。

        (4)項目在建設(shè)養(yǎng)護期統(tǒng)一投入BIM技術(shù),創(chuàng)新打造基于BIM的高速公路路橋集群工程建設(shè)及養(yǎng)護一體化BIM數(shù)字管理平臺模式。

        2 工程建設(shè)及養(yǎng)護需求分析

        首都新機場高速北線廊坊段高速公路項目為PPP建造運營模式,項目本身為路橋集群工程,雖然里程不長,但具有建設(shè)和養(yǎng)護一體化的需求。建設(shè)單位、施工單位、養(yǎng)護單位均為一個單位,建設(shè)期間的施工檔案和施工質(zhì)量控制程度對其養(yǎng)護階段的影響巨大。

        而橋梁的養(yǎng)護工作需要投入大量的人力、物力。涉及養(yǎng)護制度建立、養(yǎng)護規(guī)劃、養(yǎng)護計劃制定、檢查、檢測、養(yǎng)護維修等工作。因此,如何確立養(yǎng)護策略、如果開展養(yǎng)護工作,在原來沒有建設(shè)基本信息的支持下,或信息很難獲取的情況下,均會對養(yǎng)護工作產(chǎn)生巨大的影響,往往會造成資源浪費、人員浪費等。

        3 建養(yǎng)一體化需要

        BIM技術(shù)為建設(shè)養(yǎng)護一體化提供了一個相對有效的數(shù)據(jù)載體和數(shù)據(jù)傳輸可能,建養(yǎng)一體需要見圖1。

        國內(nèi)外對BIM技術(shù)的應(yīng)用開展了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和建立了一系列的標(biāo)準(zhǔn),國外發(fā)展較早,國內(nèi)起步較晚,在建筑、鐵道、交通等領(lǐng)域均建立了一些標(biāo)準(zhǔn),有的也形成了標(biāo)準(zhǔn)體系。但在建設(shè)與養(yǎng)護一體化方面,公路行業(yè)一直沒有相應(yīng)的編碼標(biāo)準(zhǔn)以指導(dǎo)數(shù)據(jù)的存儲和傳遞[1-2]。

        在建設(shè)階段已經(jīng)建立了BIM模型,BIM模型依據(jù)建養(yǎng)一體化需要進行劃分和建立,同時滿足建設(shè)和養(yǎng)護的工作信息管理需要。數(shù)據(jù)在建設(shè)期面向wbs(分部分項)劃分掛接在模型構(gòu)件上,數(shù)據(jù)在養(yǎng)護階段即可直接通過構(gòu)件索引查看[3]。

        建設(shè)階段,工程施工中的工作是按照wbs(分部分項)劃分,wbs與BIM模型以EBS(構(gòu)件編碼)關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)即可以通過模型構(gòu)件索引;在養(yǎng)護階段,養(yǎng)護數(shù)據(jù)可以直接與構(gòu)件編碼關(guān)聯(lián),建設(shè)期數(shù)據(jù)從建設(shè)期的構(gòu)件編碼直接掛接到養(yǎng)護階段模型中。

        在養(yǎng)護期需要對工程部件、構(gòu)件開展檢查檢測或養(yǎng)護評價維修工作時,隨時可以調(diào)閱建設(shè)期數(shù)據(jù),分析可能的質(zhì)量或其他方面的隱患問題,做到養(yǎng)護工作有依據(jù)、養(yǎng)護工作不盲目。

        4 建養(yǎng)一體化模型構(gòu)建編碼體系

        為實現(xiàn)建設(shè)及養(yǎng)護一體化的工作,基于BIM技術(shù),首先要實現(xiàn)數(shù)據(jù)與BIM模型有效掛接。建養(yǎng)一體的數(shù)據(jù)有效掛接包含數(shù)據(jù)可以在建設(shè)期或養(yǎng)護期分別在BIM模型平臺下準(zhǔn)確索引到數(shù)據(jù);在建設(shè)階段產(chǎn)生的有助于養(yǎng)護階段的數(shù)據(jù)可以有效傳遞到養(yǎng)護階段,可以隨時在工作中通過BIM模型查看。

        為實現(xiàn)上述目標(biāo),需要面向建設(shè)養(yǎng)護一體的編碼體系,根據(jù)養(yǎng)護和建設(shè)工作目標(biāo),建立了適應(yīng)本項目的模型編碼體系,編碼標(biāo)準(zhǔn)封面見圖2。

        為適應(yīng)系統(tǒng)需要和工作需要,本項目編碼分為6個區(qū),編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼分區(qū)見表1,包含橋梁編號、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)組成、部件編碼、構(gòu)建編碼、子構(gòu)件編碼等分區(qū),連續(xù)串起各個分區(qū)即實現(xiàn)通過編碼對某個構(gòu)件的唯一描述。同時,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型,制定了不同的編碼格式,實現(xiàn)了通過編碼掛接數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ),編碼示例見表2。

        表1 編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼分區(qū)

        表2 編碼示例

        5 首都新機場高速建設(shè)養(yǎng)護一體化系統(tǒng)

        基于web+GIS+BIM的底層技術(shù),研發(fā)了建設(shè)及養(yǎng)護一體化系統(tǒng),系統(tǒng)建設(shè)期BIM+GIS的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)見圖3。建設(shè)期通過編碼將質(zhì)量、安全、進度等各方面的數(shù)據(jù)與BIM模型相關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)可以隨時通過點擊BIM構(gòu)件實現(xiàn)查看。該功能與大量的項目應(yīng)用的功能類似,例如虎門二橋項目、深中通道項目、溫州甌江北口大橋項目、南京長江五橋項目等[4-6]。

        圖3 系統(tǒng)建設(shè)期BIM+GIS的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

        在建設(shè)及養(yǎng)護一體化的模式和編碼作用下,數(shù)據(jù)實現(xiàn)了有效的建設(shè)期到養(yǎng)護期的數(shù)字移交,移交工作主要是在建設(shè)期的大量數(shù)據(jù)下,找到符合養(yǎng)護期需要的,將相關(guān)數(shù)據(jù)通過編碼關(guān)聯(lián)到養(yǎng)護階段,通過平臺隨時隨地用構(gòu)件索引數(shù)據(jù)。在搭建的養(yǎng)護期系統(tǒng)中,可以實現(xiàn)工程養(yǎng)護管理的基于三維BIM模型的檢查維修管理,在運營期工程各類事件的管理實現(xiàn)追溯和多維定位。由此積累了養(yǎng)護工作中的各項數(shù)據(jù),利用系統(tǒng)即可以實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的全要素、全過程和全方位的數(shù)字化[7]。

        在養(yǎng)護階段,運行的基于一個平臺、一個模型、一套數(shù)據(jù)庫的模式,養(yǎng)護階段的模型同建設(shè)階段的模型做了部分深化工作。養(yǎng)護階段的數(shù)據(jù)庫與建設(shè)階段為一套數(shù)據(jù)庫,但其中包含了建設(shè)期數(shù)據(jù)可以索引過來的功能。如系統(tǒng)建設(shè)期BIM+GIS的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(見圖4),建設(shè)期的數(shù)據(jù)可以在養(yǎng)護系統(tǒng)中隨時隨地點擊構(gòu)件進行查閱。相關(guān)數(shù)據(jù)可以包含建設(shè)檔案、質(zhì)量管理信息、隱蔽工程管理信息等。

        圖4 系統(tǒng)建設(shè)期BIM+GIS的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

        6 結(jié)語

        本文介紹了在首都新機場高速北線廊坊段項目開展的基于BIM建設(shè)養(yǎng)護一體化技術(shù)研究,并介紹了技術(shù)相關(guān)成果,包含編碼體系及系統(tǒng)情況。BIM技術(shù)在建設(shè)及養(yǎng)護一體化工作的應(yīng)用中,具有數(shù)據(jù)傳遞和有效利用的優(yōu)勢;通過有效的編碼可以將數(shù)據(jù)與BIM模型有效掛接,并從建設(shè)期有效傳遞到養(yǎng)護階段。該項技術(shù)可以幫助有建設(shè)及養(yǎng)護一體需求的項目提高管理工作效率和規(guī)劃策略的準(zhǔn)確性。

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