公路桥梁建养一体化信息管理研究

2021-10-26张树国

工程技术研究 2021年13期

张树国

广东路路通有限公司，广东广州 510100

公路桥梁是整个社会基础建设发展的重要组成，其建设性能对整个交通系统有重要影响，也在无形中影响着经济效益。公路桥梁建设项目越来越多，设计施工难度也逐渐增加，投入耗资巨大，做好后期养护工作对于延长公路桥梁建设项目的使用寿命至关重要。但是目前，我国公路桥梁信息管理手段还比较落后，桥梁信息建设没有与养护形成很好的协调，需要相关工作人员结合实际项目引进全新的管理手段，实现特色化管理与有效化建设。

1 公路桥梁建养存在的问题

目前，我国的公路桥梁养护项目问题比较严峻，一方面，早期部分公路桥梁项目由于一些历史原因或者档案资料丢失，很难找到最初的施工资料，未及时对公路桥梁项目开展维修工作，导致错过最好的修复时期，最终留下安全隐患。另一方面，项目技术资料的管理也存在一定问题，没有统一标准化的流程，信息沟通不通畅，而传统的纸质记录方式，资料极易丢失，不利于信息化管理[1]。桥梁信息养护系统较为复杂且信息量庞大，在运行过程中，需要大量前期数据支撑，以实现数据的共享。此外，技术人员也比较缺乏，整体急需解决的问题较多。

2 公路桥梁建养一体化

建养一体化指的是将建设和养护全寿命周期的结合在一起，重建设更重养护。公路桥梁全寿命周期指的是从项目诞生之初，一直到项目落地施工，直至最终结束运营的整个过程，即从决策阶段到立项、设计阶段，再到施工阶段及项目运营阶段。工程中每一个环节都应该得到重视，每一个环节也应该有养护周期[2]。公路桥梁建养一体化在维护整个项目全寿命周期的同时，也能够结合项目建设的区域、人文环境、地理因素等对专业的建设和养护提供信息支撑，有效管理项目内容库信息，实现项目在平台的信息共享，打破信息壁垒，实现各业务线团队的关联，解决项目筹备中各单位信息不通畅的问题，实现全周期一站式跟踪。公路桥梁建养一体化信息管理主要从项目养护信息管理的一体化建设，以及建设单位信息云同步的一体化方向两个方面进行优化。

（1）信息管理一体化。在公路桥梁项目的建设周期内，传统的关于信息管理维护通常是在整个项目结束之后才开始，因此所记录的养护信息也是从正式运营阶段开始[3]。公路桥梁信息管理过程如图1所示，在整体项目建设过程中，管理人员应该从项目的设计阶段就开始进行信息建设，实现全周期养护、科学化管理，将桥梁信息的实用价值最大化。项目养护信息一体化管理是整合整个项目建设时期与建成投入运营状态的信息数据，将其用于一体化管理，把设计、施工与最终的运营连为一个整体，并对各阶段的信息管理进行优化，每个阶段尽量减少信息流失，使整个项目组合实现有效合作，提高工作效率，实现桥梁信息一体化集成。

图1 公路桥梁信息管理过程

（2）建设单位信息云同步。从整个工程项目建设的过程来看，涉及各方主体，其中包括业主、设计单位、施工方等，涉及面广，参与主体多，因此需同步大量的信息。由于各个项目线所处的位置不同，管理范围不同，在项目建设过程中用于交接的信息量也较为庞大。从某种意义上而言，公路桥梁项目建设就是一个信息创建与资料管理、信息同步的过程。在整个项目的信息管理过程中做好信息的有效梳理，实现信息在整个全寿命周期的应用十分重要。公路桥梁项目参与主主体的信息管理过程如图2所示，由图2可知，除了业主，其他主体参与方都是从中间环节参与到项目中来，逐渐熟悉项目、掌握项目的信息，并且随着项目进度的变化，根据需要对自身所掌握的信息进行补充，但因各参与方所处阶段、角度和需求的不同，导致项目所收集的信息的完整性、系统性、准确性难以得到保证。基于整体的建养信息一体化，可以打通整个信息管理界面，确保在项目实施的不同阶段，各不同主体之间实现合作，完成信息的同步。此外，可以促使各主体实现更有深度的合作，在完成本身项目部分工作的情况下，同时配合运营端一起监测养护信息，实现各单位信息的跨阶段云同步。

图2 公路桥梁项目参与主主体的信息管理过程

3 公路桥梁建养一体化的信息需求

公路桥梁项目实现建养一体化的首要任务就是进行需求分析。公路桥梁建设养护的实际需求就是要求项目各参与方之间共享项目数据，实现相互之间的协同合作。

（1）运营人员的信息需求。按照目前的市场逻辑来看，一般养护管理部门会对桥梁的养护工作负责，但是项目工作会交由第三方公司承包或专业的养护公司进行管理，解决运营人员的信息需求很有必要。首先，收费管理部门要提供更专业的运营方式，采取科学的收费站点设置、收费标准和收费方式等，实现桥梁的健康运营。路政部门也需要对流量进行实时监控，以便查询路政信息，实现即时的限流、路况更新、异常天气预警等。项目的运营方可通过利用先进的建养管理技术，结合科学的监测系统，对公路桥梁的使用寿命和健康程度进行评估。

（2）业主的信息需求。业主在整个项目中，起着统领全局的作用，作为总的项目管理中心，需要更全面地了解项目，获得更多项目信息，实现整个团队的资源共享，发挥好统筹全局的重要作用。业主作为总的项目责任人，需要平衡好各方之间的关系，在项目管理过程中，对项目的控制时间长，覆盖面广，信息量也更大，需要有足够的信息来源。

（3）设计的信息需求。设计从业者需要呈现最终的图纸，是整个项目的重要组成部分。设计主体需要对整个项目的承接功能、整体性能等指标负责，明确设计目标。项目前期，对项目的可行性进行分析，掌握设计资料，及时了解工程所在地环境资源与社会资源，结合项目情况规划图纸。从项目建设的最初阶段，就要考虑全寿命周期的结构，检测系统方案，确保工程各个环节能够有效衔接，确保项目顺利施工，故满足设计工作者的信息需求同样十分重要。

（4）施工方的整体信息需求。施工人员是整个项目的建设人员，施工过程中所需要的项目图纸和说明书，以及整体的施工资料等都是需要其他参与方提供的基础资料。在项目建设过程中，施工方须对材料、机器及人员安排做好信息统筹，实现高效化运营。近些年，工程质量问题备受关注，在施工期间做好桥梁信息维护，结合施工信息的有效管理，可提升项目施工的质量，也便于对后期质量问题进行维护，同步维修记录，实现薄弱环节的突破。

4 基于BIM技术的公路桥梁建养一体化信息管理

4.1 BIM技术概述

BIM技术指的是利用现代科学计算机的数字化特点，建立整个工程建设项目的设计、施工、运营等环节中的信息化模块，在项目初期进行信息采集，对项目总体质量进行严格把控。在项目建设中使用BIM技术，可以实现项目整体的统一化信息建设，结合实际情况，提高整体的工程建设效率，在各环节中进行优化，节约人力成本及资金、材料等。

4.2 BIM技术在桥梁建养一体化信息管理的具体应用

（1）优化施工图纸。公路桥梁在设计的过程中，对设计的精准度和安全性的要求较高。设计人员在设计过程中需要对整体桥梁公路结构的模型、形态进行设计，此外在细节方面，更需要对主要承重能力结构进行详细设计，对桥梁长度、宽度、高度、连接部分、截面构造等都有较高的要求。利用BIM技术，可以实现自适应更改，显著提高设计效率，减少因为设计图纸信息而造成的损失。

（2）优化施工方案。由于在施工的过程中，桥梁结构与施工设计结构存在差异，配筋也不同，借助BIM平台的三维优势，可模拟施工过程，拟定多套施工方案，通过对比不同施工方式下工程项目的不同状态，选择最优施工方案，提高整体施工效率。

（3）优化管理流程。利用BIM技术可为整个项目提供全周期管理流程，实现数据云共享，确定最优的人员配比，合理分配材料设备，从而加快项目施工进度，还有利于开展后期维护工作，真正实现全周期管理。

4.3 桥梁建养一体化信息管理的流程

在项目建设过程中，需对产生的大量信息进行处理，形成数据信息流。公路桥梁建养一体化需要利用IDEFO方法建立一体化模型，梳理建设项目管理流程，同步整个信息流。

（1）采用IDEFO方法建立一体化模型。整个工程项目的建设是一个整体，每一个环节都是不可分割的，需要进行统筹规划。运用建模的方法直观地分析整个项目的内在联系，实现整个项目的信息管理。利用IDEFO方法可以清楚直观地反映这一过程，利用IDEFO方法建立的一体化模型主要包含信息输入、策划过程、设计、施工、运行机制五个方面的内容。信息输入过程是前期收集项目的整体情况、各方数据等，前期建设建养信息的管理主要是将收集到的信息转化为项目的参与、合同等，处理整个项目状况，优化整体过程。项目策划主要是明确各组织方的需求，把初期想法转化为设计人员的要求，构建出整体的建设雏形。基于策划文件的需求，建设同步信息平台，基于BIM模型进行设计信息管理，以满足业主方需求，实现初步的模型测试和模拟，进行文档输出。基于模型技术、项目合同等条件，施工主要是将模型和设计需求转化为实体工程，对施工成本、人员、机械进行优化。竣工之后，将所有工程的建设数据、相关文档等都移交到运营方。通过BIM数据库的整合，建立可行性较强的检测系统，为整个养护过程提供支持。

（2）梳理建养一体化的整体流程。整个流程可以分为建设和养护两个部分。从项目建养一体化的建设部分来看，建设项目初期就应该明确建设条件和环境，收集相关资料，形成调查报告，尽可能明确建成桥梁的安全性，对涉及的技术部分进行集体的科研攻关，利用BIM平台搭建整体模型，不断调整优化整个项目的内容，明确项目业务管理，联动各组织方共同参与整体的人员、资源管理。从项目建养一体化的养护部分来看，整体模型覆盖整个项目的基本资料，在桥梁检测的结构评估中，可以根据提供的数据信息制订养护计划，实现数据同步更新。

（3）同步建养一体化的信息流。从桥梁建设项目的全周期来看，每个建设阶段都会产生大量的信息，且各个环节紧密联系，同步建养一体化的信息流十分必要。管理人员可利用BIM技术对桥梁基本信息进行分析，在施工阶段和运营阶段开展检测，实现桥梁全周期信息同步，形成一体化的信息管理流程，及时更新信息库，充分利用各链路信息，充分发挥信息流的作用。