CN111021265A - 一种基于bim技术的铁路大跨度连续梁转体施工管控方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BIM技术的铁路大跨度连续梁转体施工管控方法属于铁路大跨度连续梁转体信息化管理领域。主要是为解决目前桥梁转体现场施工精细化管理困难的问题而发明的。综合管理包括电子沙盘现场实景查看和综合管理三维可视化技术交底。技术管理包括电子沙盘现场实景查看、三维可视化技术交底、检查碰撞。进度管理根据编制的施工进度计划，对实际进度和计划进度进行对比分析，自动计算滞后工期。成本管理利用已经搭建完成的模型，直接统计生成工程数量。安全管理对转体梁支架进行监测，建立BIM模型与设备的关联，形成安全质量管理的信息库。优点是协助管理人员有效的决策和精细管理，确保施工计划、进度、质量等管理要素可管可控。
Description
技术领域：
本发明属于铁路大跨度连续梁转体信息化管理领域，具体涉及一种基于BIM技术的大跨度连续梁转体施工管控方法。
背景技术：
近年来，信息技术在建筑行业中的应用发展迅速，BIM技术已在大量的建筑工程中被越来越多的推广应用。
目前我国铁路BIM技术处于初期阶段，科技的进步促使我国交通能力不断完善和健全，桥梁作为交通的重要部分，近年来在桥梁转体施工方面获得了长足的发展，施工方法也变得多样化，在具体的施工中非常复杂，也非常困难，大跨度转体施工存在一定的难度，其现场施工条件复杂，不确定性大，因此加强现场施工精细化管理，提高建设工程质量，是工程中的重点。
BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。因此将BIM技术引入到铁路大跨度连续梁转体施工过程从而实现各专业的协同工作、虚拟建造和精细化管理，从而有效的缩短建设周期、降低施工成本和提高施工效率。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现各专业的协同工作、虚拟建造和精细化管理，从而有效的缩短建设周期、降低施工成本和提高施工效率的基于BIM技术的大跨度连续梁转体施工管控方法。
本发明是这样实现的：该系统包括综合管理、技术管理、进度管理、成本管理、安全管理五个模块。系统模块关联施工过程中进度、成本、安全、质量、物料等信息，协助管理人员有效的决策和精细管理，确保施工计划、进度、材料、安全、质量等管理要素可管可控，达到提升效率、质量，缩短工期、降低成本的目的。
基于BIM技术的铁路大跨度连续梁转体施工管控方法的工作方法，具体包括以下步骤：
以设计图纸为依据，根据施工工序及系统编码要求，建立完整的分部分项工程模型和数据库，模型建立的标准和精度要满足现场施工要求，为施工管理提供准确的数字化基础。
综合管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致。施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等。BIM与GIS集成应用，实现了基于GIS的全线宏观管理、基于BIM的标段管理以及路桥精细管理相结合的多层次施工管理。
综合管理三维可视化技术交底：利用BIM技术进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，对于施工中重点、难点进行透彻分析，并制定相应的操作方法和判定标准，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险。
技术管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致，施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等，电子沙盘可用于虚拟踏勘和大临工程选址。
三维可视化技术交底，利用BIM技术对转体连续梁进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险。
检查碰撞：大跨度连续梁内普通钢筋、预应力钢束、转体支座预埋件结构交互存在并干扰，通过建立BIM模型能够直观地显示相关结构的关系，进行相关优化。利用的BIM技术的三维可视化及碰撞检测功能，找出设计存在的问题，向设计提出钢筋优化方案。
进度管理：根据编制的施工总进度计划、季度进度计划、月进度计划、周进度计划，将BIM模型构建与作业工期相关联、分配各工序间逻辑关系，同时赋予模型构件详细信息，如计划起止时间、资源分配（人工资源、材料资源等）、作业成本等，实现进度计划的动态管理与联动修改。对实际进度和计划进度进行对比分析，自动计算滞后工期，并进行短信预警。在系统操作界面中，可实现5D的施工动态管理，对未能按工期完成的工序使用不同的颜色来标注，从而实时监督任意起止时间、 时间段或工程段的施工进度，查看任意构件、构件单元或工程段等的施工状态与工程属性，进行适当的修改，系统即会自动调整进度数据库和进度计划，并即时更新呈现5D图像最终实现了基于进度计划的资源动态管理。
成本管理：利用已经搭建完成的模型，直接统计生成工程数量（给定里程段的混凝土、钢筋、数量，根据配合比，算出水泥、沙子等用量），以物资管理为例，通过BIM模型自动提取构建清单类型和工程量信息，计算构建成本，通过时间维度，快速汇总某一时间段、工作面、单个构建的工程量信息。资源消耗情况，及时预测材料需求量，编制相应物资需求计划和资金计划，进行材料采购、分配。并为项目管理的各个阶段提供及时准确的共享数据资源，同时利用技术分析手段，实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析等项目过程管理，提升项目管理能力和效率。
安全管理：对转体梁支架进行监测，建立BIM模型与设备的关联，形成安全质量管理的信息库。通过点击模型构件，可清晰的在平台里追溯它所涉及原材料、施工过程、质量检验信息，充分实现了安全质量信息可追溯性，并对工程施工过程中的安全风险进行管理，包括风险查询、预警、短信提醒、应对措施等，有效提高了工程精细化管理水平。
本发明的优点是：
1、通过BIM技术全方位提高现场管理水平，实现人、机、料的全方位监控，将转体施工技术进一步创新和完善，是铁路桥梁施工智能化应用的一大进步。
2、通过BIM技术进行三维渲染动画，给人以真实感和直接的视觉冲击。通过虚拟仿真工序施工方案的预演，更直观的表达施工组织与实施方案效果。
3、BIM数据库的创建，通过建立5D关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。BIM技术能自动计算工程实物量。
4、施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确人材计划提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。
5、管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，及时、准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。
6、三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。
附图说明：
图1是本发明实施例1的系统框图。
具体实施方式：
该系统包括综合管理、技术管理、进度管理、成本管理、安全管理五个模块。系统模块关联施工过程中进度、成本、安全、质量、物料等信息，协助管理人员有效的决策和精细管理，确保施工计划、进度、材料、安全、质量等管理要素可管可控，达到提升效率、质量，缩短工期、降低成本的目的。
基于BIM技术的铁路大跨度连续梁转体施工管控方法的工作方法，具体包括以下步骤：
以设计图纸为依据，根据施工工序及系统编码要求，建立完整的分部分项工程模型和数据库，模型建立的标准和精度要满足现场施工要求，为施工管理提供准确的数字化基础。
综合管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致。施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等。BIM与GIS集成应用，实现了基于GIS的全线宏观管理、基于BIM的标段管理以及路桥精细管理相结合的多层次施工管理。
综合管理三维可视化技术交底：利用BIM技术进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，对于施工中重点、难点进行透彻分析，并制定相应的操作方法和判定标准，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险。
技术管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致，施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等，电子沙盘可用于虚拟踏勘和大临工程选址。
三维可视化技术交底，利用BIM技术对转体连续梁进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险。
检查碰撞：大跨度连续梁内普通钢筋、预应力钢束、转体支座预埋件结构交互存在并干扰，通过建立BIM模型能够直观地显示相关结构的关系，进行相关优化。利用的BIM技术的三维可视化及碰撞检测功能，找出设计存在的问题，向设计提出钢筋优化方案。
进度管理：根据编制的施工总进度计划、季度进度计划、月进度计划、周进度计划，将BIM模型构建与作业工期相关联、分配各工序间逻辑关系，同时赋予模型构件详细信息，如计划起止时间、资源分配（人工资源、材料资源等）、作业成本等，实现进度计划的动态管理与联动修改。对实际进度和计划进度进行对比分析，自动计算滞后工期，并进行短信预警。在系统操作界面中，可实现5D的施工动态管理，对未能按工期完成的工序使用不同的颜色来标注，从而实时监督任意起止时间、 时间段或工程段的施工进度，查看任意构件、构件单元或工程段等的施工状态与工程属性，进行适当的修改，系统即会自动调整进度数据库和进度计划，并即时更新呈现5D图像最终实现了基于进度计划的资源动态管理。
成本管理：利用已经搭建完成的模型，直接统计生成工程数量（给定里程段的混凝土、钢筋、数量，根据配合比，算出水泥、沙子等用量），以物资管理为例，通过BIM模型自动提取构建清单类型和工程量信息，计算构建成本，通过时间维度，快速汇总某一时间段、工作面、单个构建的工程量信息。资源消耗情况，及时预测材料需求量，编制相应物资需求计划和资金计划，进行材料采购、分配。并为项目管理的各个阶段提供及时准确的共享数据资源，同时利用技术分析手段，实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析等项目过程管理，提升项目管理能力和效率。
安全管理：对转体梁支架进行监测，建立BIM模型与设备的关联，形成安全质量管理的信息库。通过点击模型构件，可清晰的在平台里追溯它所涉及原材料、施工过程、质量检验信息，充分实现了安全质量信息可追溯性，并对工程施工过程中的安全风险进行管理，包括风险查询、预警、短信提醒、应对措施等，有效提高了工程精细化管理水平。
实施例1；
参照图1，本实施例基于BIM技术的京雄城际铁路跨廊涿高速公路（72+128+72）m转体连续梁施工的管理系统，该系统包括综合管理、技术管理、进度管理、成本管理、安全管理五个模块。
综合管理模块电子沙盘利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致。施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等。
技术管理模块三维可视化技术交底，利用BIM技术对转体连续梁进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险。
进度管理模块，根据编制转体连续梁的施工总进度计划、季度进度计划、月进度计划、周进度计划，将连续梁BIM模型构建与作业工期相关联、分配各工序间逻辑关系，同时赋予模型构件详细信息。对实际进度和计划进度进行对比分析，自动计算滞后工期，并进行短信预警。在系统操作界面中，对未能按工期完成的工序使用不同的颜色来标注，从而实时监督任意起止时间、时间段或工程段的施工进度，查看任意构件、构件单元或工程段等的施工状态与工程属性，进行适当的修改，系统即会自动调整进度数据库和进度计划，并即时更新呈现5D图像最终实现了基于进度计划的资源动态管理。
成本管理模块，通过成本管理模块自动提取构建清单类型和工程量信息，计算构建成本，通过时间维度，快速汇总某一时间段、工作面、单个构建的工程量信息。资源消耗情况，及时预测材料需求量，编制相应物资需求计划和资金计划，进行材料采购、分配。并为项目管理的各个阶段提供及时准确的共享数据资源，同时利用技术分析手段，实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析等项目过程管理，提升项目管理能力和效率。
安全管理模块，对转体梁支架进行线性监控和梁体进行温度检监测，利用平台建立BIM模型与设备的关联，形成安全质量管理的信息库。通过点击模型构件，可清晰的在平台里追溯它所涉及原材料、施工过程、质量检验信息，充分实现了安全质量信息可追溯性，并对工程施工过程中的安全风险进行管理，包括风险查询、预警、短信提醒、应对措施等，有效提高了工程精细化管理水平。
Claims (1)
1.一种基于BIM技术的铁路大跨度连续梁转体施工管控方法，其特征是：包括综合管理、技术管理、进度管理、成本管理、安全管理五个模块；具体包括以下步骤：
以设计图纸为依据，根据施工工序及系统编码要求，建立完整的分部分项工程模型和数据库，模型建立的标准和精度要满足现场施工要求，为施工管理提供准确的数字化基础；
综合管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致；施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等；BIM与GIS集成应用，实现了基于GIS的全线宏观管理、基于BIM的标段管理以及路桥精细管理相结合的多层次施工管理；
综合管理三维可视化技术交底：利用BIM技术进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，对于施工中重点、难点进行透彻分析，并制定相应的操作方法和判定标准，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险；
技术管理：
电子沙盘现场实景查看：利用航飞倾斜摄影技术，将BIM与3DGIS技术融合，形成三维电子沙盘，沙盘场景与施工现场基本一致，施工管理人员可以在电脑前查看施工现场环境条件等，便于方案优化，风险规避等，电子沙盘可用于虚拟踏勘和大临工程选址；
三维可视化技术交底，利用BIM技术对转体连续梁进行三维模拟仿真施工进行交底，组织现场管理人员及工人进行学习，通过对施工过程的模拟仿真，使作业人员明白施工作业要点，优化施工工序，预防安全风险；
检查碰撞：大跨度连续梁内普通钢筋、预应力钢束、转体支座预埋件结构交互存在并干扰，通过建立BIM模型能够直观地显示相关结构的关系，进行相关优化；利用的BIM技术的三维可视化及碰撞检测功能，找出设计存在的问题，向设计提出钢筋优化方案；
进度管理：根据编制的施工总进度计划、季度进度计划、月进度计划、周进度计划，将BIM模型构建与作业工期相关联、分配各工序间逻辑关系，同时赋予模型构件详细信息，如计划起止时间、资源分配（人工资源、材料资源等）、作业成本等，实现进度计划的动态管理与联动修改；对实际进度和计划进度进行对比分析，自动计算滞后工期，并进行短信预警；在系统操作界面中，可实现5D的施工动态管理，对未能按工期完成的工序使用不同的颜色来标注，从而实时监督任意起止时间、 时间段或工程段的施工进度，查看任意构件、构件单元或工程段等的施工状态与工程属性，进行适当的修改，系统即会自动调整进度数据库和进度计划，并即时更新呈现5D图像最终实现了基于进度计划的资源动态管理；
成本管理：利用已经搭建完成的模型，直接统计生成工程数量（给定里程段的混凝土、钢筋、数量，根据配合比，算出水泥、沙子等用量），以物资管理为例，通过BIM模型自动提取构建清单类型和工程量信息，计算构建成本，通过时间维度，快速汇总某一时间段、工作面、单个构建的工程量信息；资源消耗情况，及时预测材料需求量，编制相应物资需求计划和资金计划，进行材料采购、分配；并为项目管理的各个阶段提供及时准确的共享数据资源，同时利用技术分析手段，实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析等项目过程管理，提升项目管理能力和效率；
安全管理：对转体梁支架进行监测，建立BIM模型与设备的关联，形成安全质量管理的信息库；通过点击模型构件，可清晰的在平台里追溯它所涉及原材料、施工过程、质量检验信息，充分实现了安全质量信息可追溯性，并对工程施工过程中的安全风险进行管理，包括风险查询、预警、短信提醒、应对措施等，有效提高了工程精细化管理水平。
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