中鐵大橋局武漢青山長江大橋項目智慧工地建設情況

武漢青山長江大橋是武漢市四環(huán)線重要的過江通道，同時也是長江中上游最大的斜拉橋，大橋技術(shù)含量高，施工難度大，中鐵大橋局在橋梁施工建設過程中，充分領會國務院推薦信息化發(fā)展的相關(guān)精神，落實創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，廣泛應用信息技術(shù)、部署大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”行動，打造智慧工地，塑造橋梁建設新業(yè)態(tài)。

一、工程概況

1.1 項目概況

青山長江大橋是武漢市四環(huán)線跨長江的控制性工程，該橋橋位上游距天興洲公鐵兩用橋約6.5公里，下游距陽邏長江公路大橋約12公里。起點自武漢市化工新區(qū)八吉府街，橫跨天興洲洲尾，止于武漢市黃陂區(qū)武湖農(nóng)場沙口分場。其中跨江主橋為（350m+938m+350m）斜拉橋，全長1638m，北汊及兩岸灘地引橋長5910m，大橋總長為7548m。本項目由中鐵大橋勘測設計院、湖北省交通規(guī)劃設計院聯(lián)合設計，中鐵大橋局集團有限公司負責施工，中國船級社實業(yè)公司進行監(jiān)理。合同工期2015年10月8日至2019年10月7日。

1.2 建設模式

青山長江大橋由武漢交通工程建設投資集團有限公司、中鐵大橋局集團有限公司、江蘇法爾勝泓昇集團有限公司、中鐵大橋勘測設計院集團有限公司、湖北省交通規(guī)劃設計院組成聯(lián)合體，采用BOT+EPC模式，即投資、建設、經(jīng)營、管理和移交的經(jīng)營模式，項目建設期4年，經(jīng)營期30年。

1.3 工程特點

（1）本橋結(jié)構(gòu)特點

①大橋按雙向八車道高速公路設計，主跨938m，是目前世界上跨度最大的鋼箱及鋼梁結(jié)合梁斜拉橋。

②本橋橋面寬48m，是目前長江上最寬的橋梁。

③主塔采用“A”型塔，塔高279.5m，主塔承臺尺寸為99.6m×39.2m×9m，是目前世界上最大的整體式啞鈴型承臺。基礎采用啞鈴型雙壁鋼套箱圍堰施工，圍堰長103.8m，寬43.4m，總面積3380㎡，相當于8個標準籃球場面積，是當今世界上最大的啞鈴型雙壁鋼圍堰。

④重載：本橋設計荷載按1.3倍公路I級荷載設計，設計荷載達15噸/延米，主跨設計活載達15000噸，項目建成后是武漢市過境重載車輛的主要過江通道。

（2）施工工藝創(chuàng)新

①首創(chuàng)大直徑變截面旋挖鉆深水基礎施工工藝，深水基礎成孔效率大大提高。

②首創(chuàng)大型鋼圍堰快速制造及下水施工工藝，主橋鋼圍堰設計復雜，體量巨大，底節(jié)鋼圍堰重5400t，創(chuàng)造兩個月完成圍堰的制造與下水的集團公司新紀錄。

③首創(chuàng)“鎖口鋼管樁+土工管袋”吹砂筑島施工工藝，筑島面積120m×70m，水深達12m，變主墩基礎水上施工為陸地施工，提高了施工效率，降低了基礎施工安全風險。

二、智慧工地建設

2.1項目管理綜合信息平臺

青山橋項目著力推行信息化管理，構(gòu)建了項目管理綜合信息平臺，該系統(tǒng)將青山橋建設管理的主要業(yè)務集中在一個信息平臺上進行管理，涵蓋項目建設管理全過程。實現(xiàn)了建設管理主要業(yè)務之間的信息互聯(lián)互通，并依據(jù)管理需求，分析整理各類數(shù)據(jù)，為各級管理機構(gòu)掌控項目整體建設情況提供服務，改變過去信息孤立狀況，提高了信息化管理水平。

圖1 項目管理綜合信息平臺

項目管理綜合信息平臺能進行多業(yè)務管理，系統(tǒng)包含“信息平臺、辦公OA、項目資料管理、合同管理、投資控制、質(zhì)量試驗、計劃進度、安全環(huán)保、工程決算、施工監(jiān)控、數(shù)據(jù)集成”及現(xiàn)場管理（手機APP）應用等業(yè)務處理功能模塊，操作用戶包括業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工單位等。

（1）實現(xiàn)全過程管理，業(yè)務之間相互關(guān)聯(lián)

系統(tǒng)通過對公路建設中所有類別工程進行拆分，建立一系列由工程最小控制單元組成的工程編碼臺帳，實現(xiàn)主要業(yè)務應用的互關(guān)聯(lián)，如：計量支付、工程變更、試驗管理、工序控制、計劃進度的相互關(guān)聯(lián)，極大方便了對工程信息的統(tǒng)計、查詢、精細化管理和掌控。

（2）規(guī)范工程變更、計量支付審批

依據(jù)《工程變更管理辦法》，加強了工程變更過程控制，按照職責權(quán)限處理日常工作。從變更方案到變更申請，再到變更令的簽發(fā)全部在平臺里面完成審批流程，變更令生效后變更臺帳自動進入數(shù)據(jù)庫參與計量支付。實現(xiàn)了工程變更既規(guī)范又快捷。

（3）實時質(zhì)量信息監(jiān)控

系統(tǒng)匯總了各參建單位的試驗設備自動采集數(shù)據(jù)、試驗室視頻監(jiān)控信息、混凝土拌合站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控網(wǎng)絡平臺，對不合格的試驗檢測結(jié)果、質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、匯總和報告，以利于參建各方進行跟蹤。業(yè)主、駐地辦、施工單位通過該網(wǎng)絡管理平臺查詢、處理各種試驗檢測及質(zhì)量管理業(yè)務，強化了質(zhì)量控制，提高了工作效率。

2.2 廣泛應用BIM技術(shù)

（1）建立青山長江大橋BIM信息管理平臺

通過BIM信息管理平臺，融合工程項目管理、平安工地、施工監(jiān)控和健康監(jiān)測各個子系統(tǒng)，對各子系統(tǒng)信息進行融合，在BIM平臺上展示施工進度、計量支付進度、平安工地考核評價及隱患排查信息、施工監(jiān)控及健康監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)大橋建設各參與方協(xié)同工作、提升溝通、提高生產(chǎn)率和提高質(zhì)量控制。

BIM信息管理平臺包括的主要功能如下表：

模塊	功能
項目信息	對橋梁的關(guān)鍵項目信息進行展示
BIM模型管理	模型附屬信息增刪改
	模型及信息瀏覽
	模型及信息輸出
工程施工形象進度展示	當前施工形象進度展示
	歷史施工形象進度展示
	施工進度橫道圖
工程計量進度展示	當前工程計量進度展示
	歷史工程計量進度展示
施工監(jiān)控數(shù)據(jù)展示	施工階段
	施工監(jiān)控測點
	當前施工監(jiān)控數(shù)據(jù)展示
	歷史施工監(jiān)控數(shù)據(jù)展示
	施工監(jiān)控預警
健康監(jiān)測數(shù)據(jù)展示	健康監(jiān)測測點
	當前健康監(jiān)測數(shù)據(jù)展示
	歷史健康監(jiān)測數(shù)據(jù)展示
平安工地數(shù)據(jù)展示	平安工地現(xiàn)場安全數(shù)據(jù)展示
現(xiàn)場工程管理數(shù)據(jù)展示	工程管理軟件手機APP現(xiàn)場質(zhì)量、環(huán)保問題及處理進程提醒等關(guān)鍵信息展示
系統(tǒng)管理	用戶管理、權(quán)限管理等設置

圖2 BIM全橋模型和局部模型

圖3 基于BIM模型的施工進度、計量進度查詢和三維模型可視化展示

（2）利用BIM技術(shù)進行施工模擬

在重要方案及臨時結(jié)構(gòu)的比選上，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎，集成施工各階段信息的工程數(shù)據(jù)模型，模擬出真實物體，精確、真實表現(xiàn)出對象的形狀尺寸以及場景，利用其可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等諸多優(yōu)勢，對提高項目生產(chǎn)、確保施工安全質(zhì)量、優(yōu)化施工方案、成本精細化控制等都發(fā)揮了重要作用。

圖4 BIM軟件技術(shù)應用于施工方案中

2.3 現(xiàn)場管理手機APP

現(xiàn)場管理手機APP采用安卓、蘋果智能手機或PAD為移動客戶終端，無縫配合現(xiàn)有的項目管理體系，建立便捷的工作溝通管道，通過智能移動端的動態(tài)項目管理，為決策者提供實時資訊，極大提高工作效率，進行管理習慣的升級。

圖5 現(xiàn)場管理手機APP

2.4成本信息系統(tǒng)

成本系統(tǒng)V2.0上線功能包括收入管理、成本管理、資金管理、分析報表、設備管理、系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)填報七大功能，涉及196個子功能，其中流程表單75個、業(yè)務報表57個、普通操作功能64個。

目前，項目部通過成本系統(tǒng)進行勞務、物資、機械合同、收方、驗收、結(jié)算、例行例外撥款、銀行付款等日常業(yè)務工作。系統(tǒng)自上線以來，基層員工勞動強度有所降低，同時提高了工作效率，建立了準確、豐富的信息記錄并及時有序的進行傳遞，使得項目管理更加規(guī)范，特別是體現(xiàn)在工程項目債務形成管理、債務集中管理和資金集中支付審批流程，對外部客戶的債務資金支付實現(xiàn)了按合同約定支付比例或公司規(guī)定支付比例，在公司層面進行資金支付的控制，減少或杜絕工程項目超合同付款、超計價付款、超比例付款、付款比例不均衡的問題，有效節(jié)約了資金成本，提高了資金的利用效率；并實現(xiàn)了項目管理由前臺管理向后臺管控轉(zhuǎn)變。

2.5 可視化管理系統(tǒng)

可視化技術(shù)作為信息化技術(shù)的重要組成部分，為施工現(xiàn)場管理提供了全方位的現(xiàn)場實景掌握，通過在現(xiàn)場建立多方位的高清可調(diào)控攝像頭，項目管理人員通過統(tǒng)一管理界面能在電腦或者手機上實時查看現(xiàn)場工作實況，提高現(xiàn)場管理效率。

圖6 可視化管理系統(tǒng)示意圖

圖7 可視化實施監(jiān)控系統(tǒng)

2.6 安全質(zhì)量隱患排查治理系統(tǒng)

安全質(zhì)量隱患排查治理系統(tǒng)包含排查、上報、響應、督辦、消除、驗證、整改、延期等23個工作流程，系統(tǒng)可以查詢不同周期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并能對分部隱患排查情況適時進行評價排名，同時實現(xiàn)電腦系統(tǒng)和手機APP兩套模式。為及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時進行隱患整改提供便利，提高了安全隱患整改效率，促進了現(xiàn)場安全管理水平。

圖8 安全管理隱患排查系統(tǒng)

圖9 隱患閉合

圖10 手機APP端

2.7 智能物資采購系統(tǒng)

應用中國中鐵采購電子商務平臺，為網(wǎng)上采購提供技術(shù)保障和后臺服務。通過系統(tǒng)及時了解物資價格信息，加強物資采購價格指導和嚴格管理。電子商務平臺融合互聯(lián)網(wǎng)協(xié)作思維，整合供應鏈、產(chǎn)業(yè)鏈資源，在物資采購中可以廣泛了解市場商情，利用大數(shù)據(jù)服務，體現(xiàn)了專業(yè)化、標準化和高效化的采購理念。

圖11 物資采購平臺

2.8勞務實名制管理系統(tǒng)

嚴格按照國家有關(guān)規(guī)定進行勞務人員實名制管理，為所有進場人員進行身份證讀卡登記并錄入實名制登記系統(tǒng)。采用多媒體安全培訓系統(tǒng)進行崗前培訓并登記入檔，勞務人員進場培訓合格，上崗前，項目部發(fā)放安全防護用品，并在安全帽上制定二維碼，發(fā)放人員卡片，作業(yè)工點實現(xiàn)實名制認證，重點作業(yè)部位（如主塔、鋼梁架設工點）安裝三輥閘機通道，嚴禁未經(jīng)許可人員進入。

圖12 實名制管理系統(tǒng)

圖13 建造施工從業(yè)人員多媒體安全培訓系統(tǒng)

圖14 重要工點現(xiàn)場實名制門禁系統(tǒng)

2.9 施工過程信息化技術(shù)應用

將信息化技術(shù)引入施工過程管理中，促進現(xiàn)場管理的規(guī)范化，提高勞動效率，保證工程質(zhì)量，降低安全風險。

（1）施工監(jiān)控

在圍堰施工監(jiān)控、大體積混凝土溫度控制、大型臨時結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控中采用全自動無線采集系統(tǒng)，依托橋梁安全與健康監(jiān)測云計算數(shù)據(jù)中心，將現(xiàn)場埋設的傳感器數(shù)據(jù)直接上傳到云平臺，可以實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，即時獲取結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)的人工監(jiān)測存在工作量大、數(shù)據(jù)采集不連續(xù)等缺點。

圖15 全自動無線采集系統(tǒng)

同時，施工監(jiān)控數(shù)據(jù)與后臺云計算中心并網(wǎng)，后臺中心具備云計算和大數(shù)據(jù)存儲管理分析功能，可以為現(xiàn)場提供異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、結(jié)構(gòu)監(jiān)測分析、綜合安全評估與智能預警服務，提前發(fā)現(xiàn)隱患，制定防患對策。

圖16 后臺云計算中心

（2）施工現(xiàn)場語音廣播系統(tǒng)

各分部工點都建立有現(xiàn)場語音廣播系統(tǒng)，播出安全生產(chǎn)基本常識、安全紀律、常見安全應對和急救措施、常見疾病預防和健康養(yǎng)生知識，以及各類安全檢查或文體活動通知等，做到反復教育，確保“習慣成自然”。

安全無小事，警鐘須常鳴，項目部也將根據(jù)施工進度對小廣播內(nèi)容進行及時更新，讓工人們有針對性的熟悉安全生產(chǎn)知識并遵照執(zhí)行，確保大家高高興興上班，平平安安回家。

圖17 現(xiàn)場語音廣播系統(tǒng)

（3）二維碼信息管理技術(shù)

二維碼技術(shù)具有存儲信息容量大、獲取信息便捷、成本低，易制作等特點，在青山橋施工中得到廣泛應用，現(xiàn)場在物資管理、勞務管理、機械管理、成品保護等眾多方面引用二維碼信息技術(shù)，使繁雜的信息管理工作變的更加快捷、直觀。

圖18 人員、機械、物資材料、實體工程二維碼信息標牌

（4）塔吊運行監(jiān)控系統(tǒng)

青山橋主塔塔吊起重量大，安裝高度達300m，日常作業(yè)繁忙。主塔塔吊作為大型機械設備監(jiān)控的重點，在兩個塔吊之間安裝智能作業(yè)安全防護系統(tǒng)，通過設置無線“電子柵欄”，做到碰撞危險報警功能。塔吊駕駛室內(nèi)布置有塔吊黑匣子，用于實時采集安裝于塔吊的各類傳感數(shù)據(jù)，同時在塔吊不同部位布置幅度傳感器、角度傳感器、力矩傳感器、風速儀、警示燈等，下一步還將進一步完善無線通信模塊，實現(xiàn)塔吊地面監(jiān)控。

圖19 塔吊運行監(jiān)控系統(tǒng)

（5）即時通訊調(diào)度系統(tǒng)

即時調(diào)度系統(tǒng)是充分利用各類即時通工具進行現(xiàn)場施工調(diào)度管理，系統(tǒng)免費且穩(wěn)定性好，施工人員均可立即上手，可保證在任何情況下都能夠保障指揮中心與外界的通信聯(lián)絡，后臺管理人員通過結(jié)合工地視頻監(jiān)控，及時對施工現(xiàn)場進行生產(chǎn)調(diào)度和施工管控。

圖20 微信調(diào)度系統(tǒng)

2.10 智能數(shù)控裝備的運用

項目嚴控鋼筋加工質(zhì)量，按照工廠車間建設標準布置鋼筋配送中心，配送中心充分運用數(shù)字化技術(shù)，引進智能數(shù)控裝備，建立符合職業(yè)健康要求的標準化作業(yè)環(huán)境，降低了工人作業(yè)強度，提高了勞動效率，也提高了加工質(zhì)量。

（1）數(shù)控立式鋼筋彎曲中心

操作人員通過觸摸屏（HMI）對所需加工的鋼筋圖形進行編輯，包括各邊長度和彎曲角度的設定，編輯完成并將指令下發(fā)到PLC（可編輯邏輯控制器）后，PLC即可按照指定尺寸通過脈沖方式控制伺服電機的左右行走和上下彎曲，自動完成鋼筋加工。通過數(shù)控鋼筋設備加工的鋼筋標準，避免了人工彎曲的誤差。鋼筋數(shù)控剪切線與數(shù)控立式雙頭鋼筋彎曲中心配套使用。

圖21 鋼筋彎曲中心

（2）數(shù)控鋼筋滾焊機

樁基鋼筋籠采用滾焊機集中加工制作；鋼筋加工采用數(shù)控自動化集中加工，統(tǒng)一配送。

圖22 鋼筋籠數(shù)控配送生產(chǎn)線

三、綠色施工技術(shù)

工地“四節(jié)一環(huán)保”措施到位，合理規(guī)劃施工場地，總平面布置緊湊，充分利用工廠化集中加工，減少土地使用，選擇周邊材料供應商，降低運雜及損耗。

圖23 項目駐地建設

使用太陽能等清潔能源、LED節(jié)能燈具、空氣能熱水器等，做到廢水循環(huán)利用，節(jié)約用水。

圖24 工地節(jié)能系統(tǒng)

四、施工標準化

項目按照湖北省及大橋局標準化工地建設要求，力爭打造交通工程標準化的示范工程。

（1）生產(chǎn)區(qū)標準化

項目生產(chǎn)區(qū)符合湖北省標準化工地建設標準要求，滿足安全、環(huán)保、經(jīng)濟、適用的原則，因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局。

圖25 生產(chǎn)場地標準化建設

（2）辦公區(qū)標準化

辦公設施、生活營地統(tǒng)一部署，彰顯企業(yè)文化，施工現(xiàn)場安全防護、設備設施標準統(tǒng)一。

圖26 項目駐地的標準化架設

五、文明施工

項目部從源頭狠抓文明施工，在進場之初就超前策劃，合理布置施工區(qū)、生活區(qū)、作業(yè)區(qū)，布設消防栓和排水溝；在主墩施工邊坡與便道兩旁種植植被；還安裝了自動洗車裝置；施工現(xiàn)場、主要道路、料場實現(xiàn)硬化，為文明施工提供“硬件”支撐，從本質(zhì)上保障了文明施工。

在施工過程中，項目部對現(xiàn)場材料堆放提出了“指定地點、分類存放、堆碼整齊、橫平豎直、下墊上蓋”的20字方針要求，確保了施工現(xiàn)場整齊、清爽。同時，項目部還購置了灑水車、掃地車、抑塵“霧炮器”；成立了專門的“保潔架子隊”，實時掃地、灑水、降塵、清理雜物；生活垃圾與施工垃圾分類堆放，由專門垃圾車外運。一系列舉措確保了文明施工的常態(tài)化。

圖27 項目文明施工