龔濤

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

1 工程概述

首都新機(jī)場(chǎng)（即北京大興國際機(jī)場(chǎng)）北線高速公路廊坊段項(xiàng)目是首都新機(jī)場(chǎng)“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(jì)區(qū)和首都新機(jī)場(chǎng)的便捷高速通道。主線長(zhǎng)9.971km，為雙向八車道高速公路，連接線長(zhǎng)6.201km。項(xiàng)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(fèi)站1座，匝道收費(fèi)站1座；停車區(qū)1處，養(yǎng)護(hù)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(zhǎng)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(xiàng)目具備以下突出特點(diǎn)：

（1）貫通廊坊及首都新機(jī)場(chǎng)，戰(zhàn)略地位高；項(xiàng)目目標(biāo)建設(shè)智慧高速、車路協(xié)同，建設(shè)運(yùn)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(jī)場(chǎng)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(shì)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(jī)場(chǎng)通航同時(shí)通車，基本上是不可能完成的任務(wù)。

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

（4）項(xiàng)目在建設(shè)養(yǎng)護(hù)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(hù)一體化BIM數(shù)字管理平臺(tái)模式。

2 工程建設(shè)及養(yǎng)護(hù)需求分析

首都新機(jī)場(chǎng)高速北線廊坊段高速公路項(xiàng)目為PPP建造運(yùn)營模式，項(xiàng)目本身為路橋集群工程，雖然里程不長(zhǎng)，但具有建設(shè)和養(yǎng)護(hù)一體化的需求。建設(shè)單位、施工單位、養(yǎng)護(hù)單位均為一個(gè)單位，建設(shè)期間的施工檔案和施工質(zhì)量控制程度對(duì)其養(yǎng)護(hù)階段的影響巨大。

而橋梁的養(yǎng)護(hù)工作需要投入大量的人力、物力。涉及養(yǎng)護(hù)制度建立、養(yǎng)護(hù)規(guī)劃、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃制定、檢查、檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)維修等工作。因此，如何確立養(yǎng)護(hù)策略、如果開展養(yǎng)護(hù)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(huì)對(duì)養(yǎng)護(hù)工作產(chǎn)生巨大的影響，往往會(huì)造成資源浪費(fèi)、人員浪費(fèi)等。

3 建養(yǎng)一體化需要

BIM技術(shù)為建設(shè)養(yǎng)護(hù)一體化提供了一個(gè)相對(duì)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(duì)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(hù)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(chǔ)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(jìn)行劃分和建立，同時(shí)滿足建設(shè)和養(yǎng)護(hù)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(xiàng)）劃分掛接在模型構(gòu)件上，數(shù)據(jù)在養(yǎng)護(hù)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(xiàng)）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(hù)階段，養(yǎng)護(hù)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(hù)階段模型中。

在養(yǎng)護(hù)期需要對(duì)工程部件、構(gòu)件開展檢查檢測(cè)或養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)維修工作時(shí)，隨時(shí)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(hù)工作有依據(jù)、養(yǎng)護(hù)工作不盲目。

4 建養(yǎng)一體化模型構(gòu)建編碼體系

為實(shí)現(xiàn)建設(shè)及養(yǎng)護(hù)一體化的工作，基于BIM技術(shù)，首先要實(shí)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(hù)期分別在BIM模型平臺(tái)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(hù)階段的數(shù)據(jù)可以有效傳遞到養(yǎng)護(hù)階段，可以隨時(shí)在工作中通過BIM模型查看。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要面向建設(shè)養(yǎng)護(hù)一體的編碼體系，根據(jù)養(yǎng)護(hù)和建設(shè)工作目標(biāo)，建立了適應(yīng)本項(xiàng)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(xiàng)目編碼分為6個(gè)區(qū)，編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼分區(qū)見表1，包含橋梁編號(hào)、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(gè)分區(qū)即實(shí)現(xiàn)通過編碼對(duì)某個(gè)構(gòu)件的唯一描述。同時(shí)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型，制定了不同的編碼格式，實(shí)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(jī)場(chǎng)高速建設(shè)養(yǎng)護(hù)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(hù)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(jìn)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(shí)通過點(diǎn)擊BIM構(gòu)件實(shí)現(xiàn)查看。該功能與大量的項(xiàng)目應(yīng)用的功能類似，例如虎門二橋項(xiàng)目、深中通道項(xiàng)目、溫州甌江北口大橋項(xiàng)目、南京長(zhǎng)江五橋項(xiàng)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(hù)一體化的模式和編碼作用下，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了有效的建設(shè)期到養(yǎng)護(hù)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(hù)期需要的，將相關(guān)數(shù)據(jù)通過編碼關(guān)聯(lián)到養(yǎng)護(hù)階段，通過平臺(tái)隨時(shí)隨地用構(gòu)件索引數(shù)據(jù)。在搭建的養(yǎng)護(hù)期系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)工程養(yǎng)護(hù)管理的基于三維BIM模型的檢查維修管理，在運(yùn)營期工程各類事件的管理實(shí)現(xiàn)追溯和多維定位。由此積累了養(yǎng)護(hù)工作中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)即可以實(shí)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(hù)階段，運(yùn)行的基于一個(gè)平臺(tái)、一個(gè)模型、一套數(shù)據(jù)庫的模式，養(yǎng)護(hù)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(hù)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(hù)系統(tǒng)中隨時(shí)隨地點(diǎn)擊構(gòu)件進(jìn)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(jī)場(chǎng)高速北線廊坊段項(xiàng)目開展的基于BIM建設(shè)養(yǎng)護(hù)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(hù)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(shì)；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(hù)階段。該項(xiàng)技術(shù)可以幫助有建設(shè)及養(yǎng)護(hù)一體需求的項(xiàng)目提高管理工作效率和規(guī)劃策略的準(zhǔn)確性。