機(jī)場(chǎng)建設(shè)如何落地?cái)?shù)字化應(yīng)用？東航是這么干的！

01

工程概況

中國(guó)東方航空武漢有限責(zé)任公司擬建的東航武漢天河機(jī)場(chǎng)基地建設(shè)北區(qū)一期項(xiàng)目，建設(shè)用地面積約 12.87   公頃，其中 E-01 地塊 6.94 公頃，F(xiàn)-01 地塊 5.93 公頃。

一期工程共計(jì) 8 項(xiàng)單體建筑，包括維   修機(jī)庫(kù)、航材庫(kù)、油化庫(kù)、動(dòng)力站、特種車庫(kù)、工裝設(shè)備維修廠房、配餐樓及機(jī)供品庫(kù)、生產(chǎn)   用房等，總計(jì)建筑面積 40626 ㎡，新建試車及停機(jī)坪面積 29650 ㎡（含聯(lián)絡(luò)道約 1500 ㎡）。

本文介紹的機(jī)庫(kù)鋼網(wǎng)架位于1#機(jī)庫(kù)及附樓內(nèi)。

本機(jī)庫(kù)鋼網(wǎng)架的特點(diǎn)及提升方案介紹：

網(wǎng)架尺寸：87m*57m

雙層斜放四角錐網(wǎng)架，門頭三層，基本網(wǎng)格尺寸4.5*4.5m

下弦支承，三邊支承，一邊敞開(kāi)

桿件及空心球鋼材：Q345-B

網(wǎng)架重量：224.1+121.5=345.6t，每平方重量：69.7kg

提升重量：415t（含主檁條、馬道、檁托等構(gòu)件）

網(wǎng)架采用利用結(jié)構(gòu)柱作為提升受力柱的提升方式

02

更新觀念——信息數(shù)據(jù)回歸工程

東航投資在以往的實(shí)踐中充分意識(shí)到工程信息化建設(shè)是未來(lái)項(xiàng)目管理的必由之路，智慧建造作為信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的具體內(nèi)容能夠有效防范建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、提升管理效能。

但簡(jiǎn)單的BIM咨詢模式以及平臺(tái)研發(fā)服務(wù)主導(dǎo)的工程信息化管理存在一定的弊端：

1、BIM技術(shù)或具體使用者為工具操作人員，而非工程建設(shè)專業(yè)人員，他們大多對(duì)工程缺乏了解，讀圖能力不足，無(wú)法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的問(wèn)題，導(dǎo)致工程信息建設(shè)無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)；

2、三維掃描服務(wù)和工程實(shí)際分離，施工單位在編制施工專項(xiàng)方案時(shí)容易忽視現(xiàn)場(chǎng)掃描技術(shù)，而掃描咨詢團(tuán)隊(duì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形變數(shù)據(jù)監(jiān)控要點(diǎn)理解不到位，掃描數(shù)據(jù)計(jì)算方式不合理，后期數(shù)據(jù)問(wèn)題較多，難以體現(xiàn)價(jià)值。

3、工程管理人員對(duì)信息技術(shù)工具不了解， BIM咨詢單位、掃描單位所交付的成果無(wú)從考核驗(yàn)證。

鑒于以上問(wèn)題，東航投資堅(jiān)持讓工程信息化建設(shè)要為工程本身服務(wù)，利用自身航空地產(chǎn)領(lǐng)域的工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在上?？偛吭O(shè)立信息部智慧建造分部，作為東航投資的最高工程信息化建設(shè)管理機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)航空地產(chǎn)領(lǐng)域工程建設(shè)周期的信息化建設(shè)與服務(wù)工作。同時(shí)牽頭推進(jìn)東航投資所屬工程部、設(shè)計(jì)部、審算部等多部門的成果聯(lián)審機(jī)制。

03

科技創(chuàng)新——工程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控

大跨度屋面鋼網(wǎng)架地面拼裝整體提升技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn),工藝日臻成熟.但這一技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理要求較高,必須全面考慮,綜合控制,才能夠確保提升過(guò)程的萬(wàn)無(wú)一失。

東航投資信息部智慧建造分部采用三維激光掃描技術(shù)將機(jī)庫(kù)鋼網(wǎng)架的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，為實(shí)物數(shù)字化提供了相當(dāng)方便快捷的手段。三維激光掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)，能夠利用相位穩(wěn)步極線實(shí)現(xiàn)兩幅圖像上的三維空間坐標(biāo)（X、Y、Z），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面三維輪廓的測(cè)量。

鋼網(wǎng)架掃描專項(xiàng)方案 – 東航投資信息部智慧建造分部針對(duì)機(jī)庫(kù)網(wǎng)架提升方案及網(wǎng)架深化圖紙編制專項(xiàng)掃描方案。

混凝土柱偏移監(jiān)測(cè) – 鋼筋混凝土立柱偏差分析的目的是為了保障混凝土柱受壓彎曲的偏差量在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，以及了解偏差方向。

鋼網(wǎng)架最高點(diǎn)起拱監(jiān)測(cè) – 東航投資信息部智慧建造分部依據(jù)三維激光掃描的特點(diǎn)以及網(wǎng)架提升過(guò)程中的形變特點(diǎn)，總結(jié)點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算公式，計(jì)算最高點(diǎn)的起拱數(shù)值。

特定軸網(wǎng)球節(jié)點(diǎn)的起拱情況監(jiān)測(cè) – 為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)提升過(guò)程中是否有意外情況發(fā)生（如提升設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常）及提升過(guò)程中鋼網(wǎng)架是否均勻起拱，除對(duì)中心球監(jiān)測(cè)之外，還需要加大監(jiān)測(cè)范圍，對(duì)特定軸上的所有節(jié)點(diǎn)球進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

機(jī)庫(kù)門頭桁架監(jiān)測(cè) – 機(jī)庫(kù)門頭處是三層桁架結(jié)構(gòu)，本身自重比較大。門頭處需要安裝導(dǎo)軌及大門，因此原設(shè)計(jì)對(duì)門頭處的桁架起拱量有著一定的要求。故門頭桁架的受力形變數(shù)據(jù)，是本次三維激光掃描的主要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)之一。

04

創(chuàng)新模式——掃描技術(shù)應(yīng)用典范

東航投資將工程信息化建設(shè)與BIM技術(shù)、三維掃描、IOT、5G等最新科技手段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集、在線計(jì)算、平臺(tái)分析、數(shù)據(jù)匯總，有效解決了總部對(duì)各地方項(xiàng)目公司的管理監(jiān)督、質(zhì)量追蹤、風(fēng)險(xiǎn)管控等全過(guò)程精細(xì)化管理的難題，樹(shù)立了航空地產(chǎn)項(xiàng)目數(shù)字化應(yīng)用典范。

首先，信息部智慧建造分部通過(guò)內(nèi)部協(xié)作，與項(xiàng)目公司內(nèi)部形成聯(lián)審協(xié)作與掃描監(jiān)督機(jī)制，提升工程專項(xiàng)技術(shù)能力的同時(shí)也使網(wǎng)架提升核心管理成員了解信息化應(yīng)用工具特性。

對(duì)內(nèi)，東航投資在原有的三維掃描標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，嵌入機(jī)庫(kù)鋼網(wǎng)架提升形變的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，研究基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)形變數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)公式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)架提升方面的深度融合。

公式1：支撐柱偏差值= 柱頂（BIM數(shù)據(jù)-點(diǎn)云數(shù)據(jù)）-柱底（BIM數(shù)據(jù)-點(diǎn)云數(shù)據(jù)）。

公式2：X軸最高點(diǎn)起拱計(jì)算公式為：

Y軸最高點(diǎn)起拱計(jì)算公式為：

對(duì)外，東航投資智慧建造分部作為甲方單位建造階段信息化建設(shè)的最高管理機(jī)構(gòu)，需同時(shí)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)單位和施工單位，東航投資堅(jiān)持工程數(shù)據(jù)的事前預(yù)判、事中監(jiān)控、事后總結(jié)的原則，在前期反復(fù)溝通鋼網(wǎng)架建設(shè)參數(shù)，定期召開(kāi)工程會(huì)議，預(yù)先發(fā)現(xiàn)工程疏漏交由施工單位修改，在過(guò)程中不斷糾偏，使監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)取值范圍更為合理，保證數(shù)據(jù)成果能及時(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)程中。

05

工程增效——工程數(shù)據(jù)成效顯著

東航投資把三維掃描與網(wǎng)架提升各個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，無(wú)論是利用BIM技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)架深化還是提升過(guò)程中的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)，都力求使信息技術(shù)能夠參與到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中。

在效益上實(shí)現(xiàn)監(jiān)管優(yōu)化、數(shù)據(jù)共享的目的，提升了工程建設(shè)全周期的把控能力和管理效率，成效顯著。

混凝土支撐柱偏差監(jiān)測(cè)：為了強(qiáng)化在網(wǎng)架提升過(guò)程中對(duì)受力混凝土支撐柱的偏差監(jiān)測(cè)，東航投資智慧建造分部利用三維掃描技術(shù)直接采集混凝土支撐柱點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再通過(guò)云端計(jì)算公式求得偏差值，并與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，以此保證支混凝土支撐柱在網(wǎng)架提升過(guò)程中的安全、穩(wěn)定。

鋼網(wǎng)架最高點(diǎn)起拱監(jiān)測(cè)：相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)工具，BIM+三維掃描技術(shù)具備人員投入少，成果獲得快等特點(diǎn)，并能夠同時(shí)對(duì)施工空間坐標(biāo)X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行監(jiān)測(cè)。機(jī)庫(kù)鋼網(wǎng)架在提升過(guò)程中將起拱量分析分為兩個(gè)部分：網(wǎng)架最高點(diǎn)起拱量計(jì)算；特定軸網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)球的起拱情況值偏差計(jì)算。

機(jī)庫(kù)門頭桁架監(jiān)測(cè)：利用三維激光掃描形成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析門頭桁架A軸和B軸的起拱數(shù)據(jù)。用A軸和B軸上空心球節(jié)點(diǎn)的起拱量，比對(duì)設(shè)計(jì)起拱量參數(shù)，形成數(shù)據(jù)對(duì)比分析表。

06

創(chuàng)造未來(lái)——工程建設(shè)信息化未來(lái)可期

隨著建筑行業(yè)和科技的不斷發(fā)展，未來(lái)建筑工程的發(fā)展方向必定是信息技術(shù)深度融入工程本身，但是其進(jìn)一步推廣和突破仍面臨著諸多挑戰(zhàn)：

專項(xiàng)應(yīng)用場(chǎng)景的使用尚不夠成熟，針對(duì)復(fù)雜的建筑工程信息技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用差強(qiáng)人意，新型管理模式的不完整，導(dǎo)致信息技術(shù)的價(jià)值成效衰減過(guò)多，需要市場(chǎng)投入很大精力進(jìn)行探索研發(fā)。

專業(yè)人才短缺，團(tuán)隊(duì)搭建難度大。市場(chǎng)上既懂新技術(shù)又懂建筑工程的人才較少，需要加大招募和培訓(xùn)力度，吸引有海外從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人才，提升整體從業(yè)人員水平。

市場(chǎng)環(huán)境有待提升。建筑工程項(xiàng)目各環(huán)節(jié)配合不足，甚至?xí)霈F(xiàn)智慧建造誤讀的情況。整個(gè)行業(yè)需要在現(xiàn)有市場(chǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)突破，各方協(xié)同合作，推進(jìn)建筑工程信息化，尋找科學(xué)合理的管理模式，讓技術(shù)切實(shí)有效發(fā)揮作用。

（編輯：奚雅青）