智慧工地技术在桥梁工程造价精细化管理中的应用

引言

当前，智慧工地技术已在桥梁工程中逐步应用，如通过 BIM 模型实现工程量精准计算，利用物联网设备监控材料消耗，借助大数据分析预测成本偏差等。然而，技术应用中仍存在数据孤岛、模型与现场脱节、人员技能不足等问题，制约了造价管理效能的发挥。因此，研究智慧工地技术在桥梁工程造价精细化管理中的应用路径，对提升造价管理水平具有重要现实意义。本文基于桥梁工程施工特性，系统梳理技术应用场景，结合案例分析应用成效，为行业提供技术指导。

1 智慧工地技术支撑的造价管理体系

1.1 传统造价管理的痛点与技术需求

传统桥梁工程造价管理存在四大突出痛点：一是工程量计算偏差大，依赖二维图纸手工算量，复杂结构（如斜拉桥索塔、钢箱梁）的工程量误差率达 5%-8% ，导致造价估算不准确；二是过程成本失控风险高，材料消耗、人工投入、机械使用等数据反馈滞后，往往在成本超支后才发现问题，错失调整时机；三是变更签证管理混乱，现场变更原因不清晰、签证依据不足，部分变更存在虚报冒领现象，增加额外成本；四是数据共享不畅，造价、施工、技术等部门数据孤岛严重，信息传递效率低，协同决策周期长。

智慧工地技术的应用需求聚焦三个方面：一是数据实时化，需要通过传感设备实时采集施工过程数据，为成本动态控制提供依据；二是管理可视化，借助 BIM 模型与三维可视化技术，实现工程量、进度、成本的直观展示；三是决策智能化，通过大数据分析与 AI 算法，实现成本偏差预警、变更影响评估等智能决策支持，提升管理精准度。

1.2 核心技术构成

智慧工地支撑桥梁造价精细化管理的核心技术体系包括四大类：BIM技术是基础平台，通过构建桥梁三维模型实现工程量自动计算、碰撞检测与可视化管理，模型精度达 LOD400 级，可准确提取钢筋、混凝土、钢结构等分项工程量，算量效率提升 60% 以上；物联网技术是感知层核心，通过 RFID 标签、智能传感器、GPS 定位等设备，实时采集材料进场数量、设备运行时长、人员考勤等数据，数据传输延迟控制在 10 秒以内；大数据与云计算技术是数据处理中枢，通过云端平台存储施工全过程数据（如每日产值、材料消耗、变更签证），利用大数据算法分析成本趋势与偏差原因，为决策提供数据支撑；人工智能技术是智能决策工具，通过机器学习算法训练成本预测模型，实现造价偏差预警、最优资源调配方案推荐等功能，预测准确率达 85% 以上。四大技术协同作用，构建起 “模型驱动、数据支撑、智能决策” 的造价管理新模式。

1.3 技术应用的核心优势

智慧工地技术在造价精细化管理中的优势体现在三个维度：一是成本控制精度提升，通过 BIM 算量减少工程量误差，物联网实时监控减少材料浪费，某桥梁项目应用后工程量计算误差从 7% 降至 2% ，材料损耗率从 5% 降至 2.5% ；二是管理效率提高，自动化数据采集替代人工记录，云端协同替代线下审批，变更签证处理时间从 5 天缩短至 1 天，造价人员工作效率提升 40% ；三是风险管控能力增强，通过动态成本分析与偏差预警，提前发现成本超支风险并干预，某斜拉桥项目通过技术应用提前 3个月预警索塔施工成本偏差，及时调整方案后节约成本 800 万元。这些优势充分体现了智慧工地技术对造价管理的赋能作用。

2 智慧工地技术在造价管理各阶段的应用措施

2.1 造价估算与概预算阶段的精准化应用

造价估算与概预算是造价管理的源头，智慧工地技术通过数据整合与模型算量提升准确性。一是基于 BIM 的工程量精准计算，利用参数化建模技术构建桥梁全专业模型（包括基础、下部结构、上部结构、附属设施），模型内置材料属性与计算规则，自动生成工程量清单，避免漏项、错项，如连续梁桥模型可精确计算每跨混凝土用量、钢筋根数及接头数量，算量效率较传统方法提升 3 倍以上。

二是历史数据驱动的指标估算，通过大数据平台整合同类桥梁工程的造价指标（如单位长度造价、单方混凝土成本），结合当前项目的地质条件、结构形式、材料价格等参数，智能生成造价估算区间，估算偏差率控制在5% 以内。

三是方案比选的造价模拟，利用 BIM + 仿真技术对不同施工方案（如支架现浇与悬臂浇筑）进行造价模拟，分析各方案的人工、材料、机械消耗差异，辅助选择经济合理的方案。某特大桥通过方案模拟，选择钢混组合梁方案较全钢结构方案节约造价 12% 。

2.2 施工过程成本动态控制技术应用

施工阶段是造价控制的关键，智慧工地技术通过实时监控与动态调整实现成本精细化管控。一是材料成本智能管控，通过 RFID 标签对钢筋、钢绞线、水泥等主要材料进行全生命周期追踪，进场时自动核验数量与质量，出库时关联对应施工部位，结合 BIM 模型实现材料用量与工程量的实时比对，超耗时自动预警。某桥梁项目应用后，钢筋损耗率从 6% 降至3% ，水泥超耗问题减少 90% 。

二是人机效率实时监控，通过 GPS 定位设备跟踪施工机械的运行轨迹与工作时长，分析设备利用率；通过人脸识别考勤系统记录施工人员的出勤与工种分布，结合完成产值计算人工效率。当设备闲置率超过 20% 或人工效率低于基准值时，系统自动推送优化建议。

三是进度与成本联动控制，利用 BIM 模型关联进度计划与成本预算，形成 “赢得值法” 分析体系，实时计算已完工作预算费用（BCWP）、计划工作预算费用（BCWS）、已完工作实际费用（ACWP），当成本偏差（CV）或进度偏差（SV）超过 5% 时启动预警流程。

2.3 变更签证与结算管理的数字化应用

变更签证与结算是造价管理的难点，智慧工地技术通过数字化手段提升透明度与效率。一是变更签证的全流程数字化管理，现场变更通过移动端 APP 实时上传文字、图片、视频等佐证材料，关联 BIM 模型标注变更部位，自动计算变更工程量与造价影响，审批流程在线流转，每个环节留痕可追溯，避免虚假变更与签证滞后。

二是隐蔽工程的影像留证，利用无人机航拍、 360^∘ 全景相机对基础开挖、钢筋绑扎等隐蔽工程进行影像记录，自动关联对应部位的 BIM 模型与时间戳，作为结算依据，避免结算时因资料不全导致的争议。

三是结算数据的自动核验，结算阶段通过 BIM 模型与现场实际完成工程量的比对，自动核验各分项工程的完成比例，结合合同单价生成初步结算报告，对差异项（如实际用量与清单量偏差超过 3% ）自动标记，提示人工复核。

结束语

智慧工地技术为桥梁工程造价精细化管理提供了系统性解决方案，通过 BIM 算量、物联网监控、大数据分析等技术应用，实现了造价估算精准化、过程控制动态化、结算管理高效化，显著提升了桥梁工程的投资效益。未来需深化 AI 与数字孪生融合，构建造价预测模型与虚实交互系统，完善数据标准与人才培养体系。推动技术从工具应用向管理模式创新升级，助力桥梁工程实现投资精准管控，为交通基础设施高质量发展提供坚实支撑。

参考文献

[1]薛烨烨.智慧工地平台在超大基坑群工程管理中的应用[J].城市道桥与防洪, 2023(7):189-192.