機場建設(shè)如何落地數(shù)字化應(yīng)用？東航是這么干的！

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工程概況

中國東方航空武漢有限責(zé)任公司擬建的東航武漢天河機場基地建設(shè)北區(qū)一期項目，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 8 項單體建筑，包括維   修機庫、航材庫、油化庫、動力站、特種車庫、工裝設(shè)備維修廠房、配餐樓及機供品庫、生產(chǎn)   用房等，總計建筑面積 40626 ㎡，新建試車及停機坪面積 29650 ㎡（含聯(lián)絡(luò)道約 1500 ㎡）。

本文介紹的機庫鋼網(wǎng)架位于1#機庫及附樓內(nèi)。

本機庫鋼網(wǎng)架的特點及提升方案介紹：

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

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

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更新觀念——信息數(shù)據(jù)回歸工程

東航投資在以往的實踐中充分意識到工程信息化建設(shè)是未來項目管理的必由之路，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、提升管理效能。

但簡單的BIM咨詢模式以及平臺研發(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，他們大多對工程缺乏了解，讀圖能力不足，無法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的問題，導(dǎo)致工程信息建設(shè)無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢；

2、三維掃描服務(wù)和工程實際分離，施工單位在編制施工專項方案時容易忽視現(xiàn)場掃描技術(shù)，而掃描咨詢團(tuán)隊對鋼結(jié)構(gòu)形變數(shù)據(jù)監(jiān)控要點理解不到位，掃描數(shù)據(jù)計算方式不合理，后期數(shù)據(jù)問題較多，難以體現(xiàn)價值。

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

鑒于以上問題，東航投資堅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，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。同時牽頭推進(jìn)東航投資所屬工程部、設(shè)計部、審算部等多部門的成果聯(lián)審機制。

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科技創(chuàng)新——工程數(shù)據(jù)實時監(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,工藝日臻成熟.但這一技術(shù)對現(xiàn)場管理要求較高,必須全面考慮,綜合控制,才能夠確保提升過程的萬無一失。

東航投資信息部智慧建造分部采用三維激光掃描技術(shù)將機庫鋼網(wǎng)架的立體信息轉(zhuǎn)換為計算機能直接處理的數(shù)字信號，為實物數(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)能實現(xiàn)非接觸測量，且具有速度快、精度高的優(yōu)點，能夠利用相位穩(wěn)步極線實現(xiàn)兩幅圖像上的三維空間坐標(biāo)（X、Y、Z），從而實現(xiàn)對物體表面三維輪廓的測量。

鋼網(wǎng)架掃描專項方案 – 東航投資信息部智慧建造分部針對機庫網(wǎng)架提升方案及網(wǎng)架深化圖紙編制專項掃描方案。

混凝土柱偏移監(jiān)測 – 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)計允許范圍內(nèi)，以及了解偏差方向。

鋼網(wǎng)架最高點起拱監(jiān)測 – 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以及網(wǎng)架提升過程中的形變特點，總結(jié)點云數(shù)據(jù)計算公式，計算最高點的起拱數(shù)值。

特定軸網(wǎng)球節(jié)點的起拱情況監(jiān)測 – 為了及時發(fā)現(xiàn)提升過程中是否有意外情況發(fā)生（如提升設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常）及提升過程中鋼網(wǎng)架是否均勻起拱，除對中心球監(jiān)測之外，還需要加大監(jiān)測范圍，對特定軸上的所有節(jié)點球進(jìn)行監(jiān)測。

機庫門頭桁架監(jiān)測 – 機庫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)計對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)控數(shù)據(jù)之一。

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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，實現(xiàn)工程信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、在線計算、平臺分析、數(shù)據(jù)匯總，有效解決了總部對各地方項目公司的管理監(jiān)督、質(zhì)量追蹤、風(fēng)險管控等全過程精細(xì)化管理的難題，樹立了航空地產(chǎn)項目數(shù)字化應(yīng)用典范。

首先，信息部智慧建造分部通過內(nèi)部協(xié)作，與項目公司內(nèi)部形成聯(lián)審協(xié)作與掃描監(jiān)督機制，提升工程專項技術(shù)能力的同時也使網(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，嵌入機庫鋼網(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)測公式，實現(xiàn)現(xiàn)場數(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)-點云數(shù)據(jù)）-柱底（BIM數(shù)據(jù)-點云數(shù)據(jù)）。

公式2：X軸最高點起拱計算公式為：

Y軸最高點起拱計算公式為：

對外，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)的最高管理機構(gòu)，需同時協(xié)調(diào)設(shè)計單位和施工單位，東航投資堅持工程數(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)，定期召開工程會議，預(yù)先發(fā)現(xiàn)工程疏漏交由施工單位修改，在過程中不斷糾偏，使監(jiān)測點數(shù)據(jù)取值范圍更為合理，保證數(shù)據(jù)成果能及時應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。

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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)架提升各個環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，無論是利用BIM技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)架深化還是提升過程中的專項監(jiān)測，都力求使信息技術(shù)能夠參與到整個生產(chǎn)過程中。

在效益上實現(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：為了強化在網(wǎng)架提升過程中對受力混凝土支撐柱的偏差監(jiān)測，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云數(shù)據(jù)，再通過云端計算公式求得偏差值，并與設(shè)計數(shù)據(jù)對比分析，以此保證支混凝土支撐柱在網(wǎng)架提升過程中的安全、穩(wěn)定。

鋼網(wǎng)架最高點起拱監(jiān)測：相對于傳統(tǒng)監(jiān)測工具，BIM+三維掃描技術(shù)具備人員投入少，成果獲得快等特點，并能夠同時對施工空間坐標(biāo)X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行監(jiān)測。機庫鋼網(wǎng)架在提升過程中將起拱量分析分為兩個部分：網(wǎng)架最高點起拱量計算；特定軸網(wǎng)上節(jié)點球的起拱情況值偏差計算。

機庫門頭桁架監(jiān)測：利用三維激光掃描形成的點云數(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)點的起拱量，比對設(shè)計起拱量參數(shù)，形成數(shù)據(jù)對比分析表。

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創(chuàng)造未來——工程建設(shè)信息化未來可期

隨著建筑行業(yè)和科技的不斷發(fā)展，未來建筑工程的發(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)：

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

專業(yè)人才短缺，團(tuán)隊搭建難度大。市場上既懂新技術(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)驗的人才，提升整體從業(yè)人員水平。

市場環(huán)境有待提升。建筑工程項目各環(huán)節(jié)配合不足，甚至?xí)霈F(xiàn)智慧建造誤讀的情況。整個行業(yè)需要在現(xiàn)有市場環(huán)境下實現(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)切實有效發(fā)揮作用。

（編輯：奚雅青）