基于EPC模式的桥梁工程BIM技术的运用研究

2022-09-10

一、项目简介

虹桥商务核心区 (一期) 与中国博览会会展综合体二层步廊工程是城交地下院在上海实施的首个大型钢结构桥梁EPC项目, 功能定位于连接中博会会展综合体与虹桥商务核心区 (一期) 的人行联系通道, 兼顾会展综合体向东侧的客流疏散, 属虹桥商务区重要基础设施工程。

项目采用EPC总承包模式, 根据节点要求, 要在10个月时间内竣工, 对项目部提出了前所未有的挑战。

二、BIM技术的运用

BIM (Building Information Modeling) 是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息, 在建筑工程整个生命周期中, 建筑信息模型可以模拟实际的建筑工程建设行为。

BIM技术使桥梁设计从传统的二维平面转为了三维空间。使用BIM技术, 可以直接进行桥梁结构的三维设计建模, 并同步完成了二维施工图的建立。设计过程中, 设计人员可以即时得得到桥梁结构三维模型和视角, 有别于cad中的三维视图, 这个三维模型包含了桥梁工程构件名称、材质要求、制作方法以及与相关构建的逻辑关系。

开展BIM技术在二层步廊项目上运用方向的研究, 实现该项目决策、建设、运行的全周期信息共享和传递目标, 为设计团队及施工单位提供有效的数据和信息, 工程技术人员也能根据这些数据更好地完成各项施工任务。

二层步廊BIM技术运用的主要内容和功能是:桥梁桩基、承台、立柱和钢箱梁结构;构件的各类核对检查, 减少设计的错漏碰缺问题;模拟主要施工过程的动态进展以及施工现场的场地布局, 以及安全施工指导等。

在二层步廊钢箱梁施工过程中, 基于BIM的动态施工管理发挥其各项功能, 在钢梁施工动态实时进度, 多尺度施工模拟, 钢梁构件制造、运输、存储、架设等全方位模拟, 有效的提高了施工效率, 精确计划, 减少浪费, 用碰撞检查减少返工。具体如下:

1) BIM技术在项目上的部署。二层步廊项目上安排了两名专职BIM技术人员进行桥梁永久结构模型和临时结构模型的建模, 同时设立了专门的BIM主管, 负责协调公司与现场之间的信息传递和模型的校核等工作。由于二层步廊项目的体量相对较小, 因此我们只需安排一名BIM技术人员进行永久和临时模型的建立及运用等工作, 并通过专职的BIM主管进行模型的校核等工作。

2) 模型整合及平面布置。在桥梁工程施工中, 特别是本工程采用的预制拼装技术, 施工现场将会出现多种机械设备的调用, 因此利用BIM技术预先在模型中进行场地布置, 进一步在模型中真实地反映各机具之间的空间位置关系, 将会为作业面的顺利铺开提供非常有效的仿真模拟。

3) 施工动态模拟以及方案比选。二层步廊的下部结构施工由于部分紧邻轨道交通二号线, 是施工中工艺复杂、风险性最大的关键分项工程之一, 因此建立BIM模型, 并结合施工方案进行施工工序的动态模拟, 为下部结构施工工作的顺利开展起到了很好的技术指导作用, 并提前和项目部人员进行技术交底。介于在其他项目上取得的效果, 我们将利用建立好的BIM模型, 结合施工方案, 将对每次的施工工况做个提前的动态模拟, 及早发现问题, 优化方案。

4) 干涉检查。由于二维的设计图纸无法清晰的反应结构之间的空间关系, 以往只能等到施工时才能发现一些图纸上的问题, 严重影响了施工的工期, 因此利用BIM模型对临时结构与永久结构之间的位置干涉可以做提前的排查工作, 为顺利施工提前扫清障碍。

此外, 在现场方案讨论交流、演示以及进度计划的模拟等方面, BIM技术都有巨大的应用价值。

三、EPC总承包模式下BIM技术的推广意义

在设计施工一体化总承包模式下, 设计与施工作为一个有机结合的整体, 设计方可以运用BIM技术从工程之根本上提高设计产品的的质量指标和性能, 提高生产管理的效率, 并且可以通过模型模拟及设计优化来降低后续的施工预期成本, 提高了施工方在实施阶段的利润率, 相应的也可以给设计方带来常规设计费以外的收入分成。施工方则是在设计方的技术支持下, 在具体实施之前降低施工的可见成本, 提高企业的利润预期, 在总承包一体化模式下设计方和施工方可以通过BIM技术的运用来实现双方的共赢。

在设计施工一体化模式中运用BIM技术, 尤其是在大型工程项目如市政桥梁等工程方面, 是符合我国工程发展要求的。为了能更好地发挥BIM技术在EPC总承包模式里的优势, 结合本次实施的二层步廊工程实践经验, 提出如下建议:

(1) 设计方的体制变革

长久以来, 我们的设计单位通常技术实力雄厚、专业能力强大, 但常常局限于项目咨询策划和前期设计阶段。在信息化革命浪潮下, 设计单位早已实现信息化, 但实施阶段多关注于项目实施前期。为了更好地发挥BIM技术的运用优势, 设计单位需要清醒地认识到BIM技术在项目实施阶段和运营阶段的作用日益显现。设计单位的管理层需要充分认清BIM技术作为一股新兴的生产力, 是一个系统性的工程, 需要企业在团队的架构建设、信息化模式构建、协作与配合模式以及对客户的服务方面进行改进提高。

(2) 成立总承包管理部门

需要组建一支有着丰富项目前期经验、设计管理经验、现场施工经验的从事总承包管理的团队。这样一支熟练管理办法、技术、模式和程序的团队, 能更好地把BIM技术运用与先进管理模式相结合。具有相应专业资质、具备丰富项目管理的经验, 能够在总承包模式下最大限度提升BIM技术的运用价值。由于我们设计单位自身多具备优良的专业技术能力和先进管理理念, 可以为BIM技术充分发挥其价值打下良好的基础, 在这类企业中先推广BIM技术, 在资金和技术支持方面能得到充分保证, 优秀的团队也能够又快又好地调整管理模式, 与BIM技术推广应用相匹配。

(3) 专业技术人才与复合型技术人才的培养

进一步加强项目管理人才的培养, 进一步完善国家资质认证制度。各高等院校需要加强相关的交叉学科建设和交流, 根据时代发展实时设立适应发展的新专业, 有针对性的培养专精尖的复合型人才, 为未来专业BIM技术支持的项目管理团队的组建提供人力支持。倡导政府建设行业主管部门和专业工程公司要大量录用有认证资质的工程管理人才。借鉴发达国家在工程管理方面的先进理念和BIM技术运用的成功经验, 加强学术交流和研究。

随着BIM地不断应用, 实用价值会不断地体现出来, BIM逐步被市政桥梁项目建设所认可和接受。随着我国工程建设的脚步逐渐放缓, 市场环境已经逐步从最求进度的快速施工转变成重视质量和效率的精细施工, BIM技术在这一股新的建设浪潮中发挥优势作用已迫在眉睫。桥梁工程的设计方和施工方应该站在新的高度, 敢于接受新的事物, 敢于应用新的技术, 敢于接受新的挑战。

摘要：伴随着经济及大型基础设施行业的发展, 桥梁工程项目越来越多, 对于桥梁项目的设计和施工提出了越来越高的要求。桥梁项目的实施不但涉及了复杂环境条件, 还与各相关专业互相影响较大。为了解决出现的工程设计与施工问题, BIM作为IT技术运用于建设领域所生成的最新成果, 在桥梁工程设计施工中有着巨大的使用价值。尤其针对EPC总承包模式的项目, 将设计施工紧密结合, 发挥全过程效益有着举足轻重的作用。基于此项目开展BIM技术的探索研究, 提出在EPC总承包模式中BIM技术的运用, 充分发挥设计施工总承包单位引导带动的BIM技术研究, 对于BIM技术在工程建设行业和设计施工全过程的运用普及具有一定的价值。

关键词：EPC总承包,桥梁工程,BIM技术,运用