一、项目概况

南京长江大桥位于长江下游 345 公里处，江苏省南京市鼓楼与浦口之间。上层公路桥连通 104 国道、312 国道等跨越长江的公路网；下层铁路桥为京沪铁路大干线跨越长江的重要通道，大桥自 1968 年全面建成通车至今（2016 年），在铁路、公路、城市交通中发挥了巨大作用，为国家、区域及地方的经济发展做出了卓越贡献。

南京长江大桥公路桥实际通行荷载大于原设计标准荷载等级，且通行交通流量远超过设计流量，桥梁构件常常损坏，尽管不停的实施维修养护，但因桥面交通量和载重量过大，常规的桥梁养护维修难以维持结构的安全性、耐久性和适用性，需要进行封闭维修改造，保证桥梁安全。

施工单位：中铁大桥局

BIM咨询服务单位：同济大学、上海宾孚数字科技集团有限公司

项目重难点：

• 重点项目，质量要求高；

• 民生工程，工期紧；

• 安全生产责任大；

• 投资管控严格。

二、BIM整体工作内容

二、系统功能

项目数据分析

痛点：项目管理者通过例会、报告等形式获取项目数据，存在数据不完整、不一致、时效性差等缺陷，且各部门汇报资料形式多样，不能直观展现项目整体状况。

一屏掌控所有关键数据——图表展示，形象直观——进度计划——工程变更——资金管控——设计问题

图纸管理

痛点：项目过程图纸收集整理困难，版本混乱，图纸节点难管控，三维软件学习成本高，机器设备要求高，模型与图纸没有关联。

组织结构布局——图纸上传——图纸下载——模型上传——图纸挂接

协同设计

痛点：设计图纸质量低，图纸节点难管控，图纸问题难关闭，项目部接管设计后对前期设计问题难追溯。

图纸会审——设计问题上传，挂接模型数据——话题讨论——设计变更上传——问题关闭

进度管理

痛点：进度管控无序，监管难，管理颗粒度大，不能做到跟踪到每项进度任务，现场与集团管理脱钩。

上传施工进度计划——进度审核——打印进度任务二维码——现场进度施工审核——现场进度施工核查，颜色标注

现场检查

痛点：现场质量、安全问题整改流程长，不能即时解决，各部门之间沟通流程繁琐，发现问题不能立刻解决，巡检制度执行难，重点区域需花费大量精力。

设置检查点，打印二维码——现场质量、安全巡检——施工回复整改——问题关闭——施工模型信息收集

投资管控&风控管理&人员管理

痛点：施工现场投资管控不到位，风险评判表及大机派工单等风控管理混乱，人员进出场不自觉登记。

三、系统应用情况概览

工程进度月度填报

填报完成保存任务后，系统可自动计算“月完成率”。

工程进度统计

通过统计选项设置，系统可自动完成“季度统计”、“年度统计”、“开累统计”、“开累完成率”的计算，为项目运营报表提供数据支撑。

现场安全检查

四、风险源管理和安全预警系统研究

风险源管理和安全预警系统研究为实现“安全受控”的目标，结合BIM信息技术与定位技术，开发施工风险源管理与安全预警系统。

1）对风险源进行分类，并研究相关预警指标。

2）建立模型应用层模型应用层主要实现风险的预警功能，当风险源的威胁程度达到风险门槛值后进行预警。

3）另外还可结合BIM模型对风险程度进行动态显示，通过风险源报表功能，为设置相关安全作业准则提供依据。

1）本课题将BIM技术、UWB技术以及大型商业建模软件复杂的二次开发技术融合，考虑传统工程设计、建造模式、建造过程和建造方法，并采用先进的软件界面设计和多功能模块集成技术，形成庞大的工程建设智能化管理系统，实现项目设计、管理信息共享，提升项目建设效率和降低造价针对桥梁工程的施工进度和施工质量进行管理，开发了基于该项目的BIM管理系统，将施工安全、进度、质量、投资等管理内容统一起来，使得施工管理更加便捷、高效，为铁路桥维修改造探索更科学、高效的管理模式。

2）本课题将风险控制理论与空间定位技术、大数据处理技术、施工监控技术相结合，建立工程风险源管理和安全预警系统，实现对结构安全、作业人员和设备安全的风险管控。

保护构件标注

对于现场的重点保护单位进行提前标注。

风险源预警

利用传感器技术对于以下几种情况做出预警

视频查看

监控摄像头的应用弥补了管理人员不在现场可能存在的事故风险。

五、系统应用价值

1.多单位协同

• 有效协调设计单位、总包单位、顾问单位等外部合作单位；

• 实现多单位协同工作的流程和服务；

• 各单位的数据有效集成；

2.项目管理

• 项目计划管理，如何监督计划的执行；

• 建造成本和施工质量的严格控制；

• 工程变更控制；

• 项目资源的合理分配；

• 多项目管理和控制；

3.专业应用

• 解决复杂的设计问题；

• 施工场地布置；

• 设计、施工的衔接；

• 直观掌握项目情况；

• 施工方案的验证；

4.统一规划

• 底层标准、导则的统一；

• 监控项目整体进度；

• 项目统一的信息出入口；

六、取得的成果及使用情况

本课题共包含两篇分报告与一篇总报告：

《研究总报告》

《BIM系统研究报告》

《风险源管理和安全预警系统研究报告》

本课题已投稿三篇中文核心文章：

《桥梁施工过程风险智能化管理》，土木工程与管理学报

《南京长江大桥维修改造BIM智能管理系统》，公路

《超宽带高精度定位技术在工程预警的应用》，测绘通报

申请专利一项：

一种桥梁施工现场智能预警系统，该预警系统能够智能识别桥梁施工现场潜在风险，并及时预警。

研发一套软件管理系统：

BIM智能管理系统（含用户手册），该管理系统已应用在南京长江大桥公路桥改造项目中，保证了该项目顺利完成。

七、绩效评估

本次课题研究成果已在南京长江大桥公路桥维修改造工程中应用，有效地解决了工程项目中的协同工作、质量管理、安全管理、进度管理、成本管理等问题，大大提高了项目管理效率，为铁路桥维修改造施工探索更科学、更高效的管理模式。此外，本次课题研究中关于桥梁施工现场风险智能化预警方案，将施工现场预警方式从人工预警转变为智能预警，提升了桥梁施工现场的管理水平，进一步提高了风险预警效率，解决了人工监督预警方式效率低，且无法面面俱到的问题，提高了预警的速度。

本课题成果将极大程度地带动智能管理系统在涉铁工程建设管理中的应用。在传统桥梁建造、维护和改造工程方面的设计技术、工程管理形式和手段面临着信息分散、共享程度低作效率低下的巨大挑战的背景下，本课题成果有望在涉铁工程领域推广应用，具有显著的经济效益和社会效益。