交通基础设施是国民经济的大动脉。党的“十九大”报告提出“要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究，为建设交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑”的新时代发展理念。交通运输部将BIM技术确定为“十三五”公路行业十大重点技术之首，并在2017年发布的《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》中，提出要大力推广BIM技术和BIM数据标准化工作。

交通运输部启动的《公路工程信息模型统一标准》于2017年11月中旬在北京召开大纲评审会。根据评审意见修改后的标准大纲，分类体系以ISO 12006-2《施工工程信息的组织》标准框架为基础，采用国标GB/T 7027-2002《信息分类和编码的基本原则与方法》中的混合分类方法，对公路工程信息分类，将公路工程对象划分为全生命周期中的建设资源、建设过程和建设成果三大类。

建设资源：公路工程材料和公路工程属性。

建设过程：项目阶段和专业领域。

建设成果：按功能分公路工程构造物、按形式分公路工程构造物、公路工程空间结构和公路工程构件等。

本文将以桥梁工程为对象，研究分析国内外桥梁工程的分类编码，总结现有研究成果中存在的问题，并对《公路工程信息模型统一标准》中桥梁工程相关的构造物、空间结构、构件、属性、材料分类表的内容进行深入研究，最后从运算符应用、编码应用、IFC应用和项目应用四个方面研究桥梁工程分类编码的应用。

国外研究现状

国际标准化组织ISO成立专门的技术委员会ISO TC184/SC4，研究建筑领域信息组织标准化、规范化的问题。其中，ISO 16739工业基础类（IFC）、ISO 12006 数据字典（IFD）和ISO 29481 信息交付手册（IDM）三部标准都是由buildingSMART组织负责研究的技术标准（图1）。目前，在buildingSMART组织内部，由法国MINnD团队负责桥梁BIM技术标准的编制工作，现阶段分类编码尚处于研究阶段。在MINnD的桥梁分类编码中，将桥梁按照上部结构、下部结构、附属系统以及临时工程进行分类。荷兰的CB-NL分类编码系统与我国公路行业的《公路信息分类与代码》类似，不属于针对BIM标准制定的分类系统。在该系统中，仅将桥梁分为公路桥、高架桥、浮桥、活动桥、固定桥、梁式桥、斜拉桥、拱桥、桁架桥、天桥、吊桥等，缺少对桥梁组成单元和属性的分类。

国内研究现状

2012年住房和城乡建设部将BIM标准列为国家标准制定项目,启动了建筑行业三个层次五本标准的编制工作,其中作为第二层基础数据标准的《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》处于报批阶段。2015年中国铁路BIM联盟发布的《铁路工程信息模型分类和编码标准》,  是唯一涉及桥梁工程的BIM分类编码标准。在该标准的以下分类表中涉及桥梁工程：

表51-按功能分铁路单项工程，按照铁路单项工程的功能特征对桥梁进行分类。

表52-按形式分铁路单项工程，按照铁路单项工程的形式特征对桥梁进行分类。

表53-铁路工程构件，按照铁路工程的功能特征对桥梁构件进行分类。

表58-铁路工程产品，按照功能和材料特征对桥梁产品进行分类。

表59-铁路工程特性，按照铁路工程实体特性对桥梁进行分类。

技术标准组成

目前，从国内外桥梁相关分类编码的研究来分析，存在以下三个方面的问题。

（1）分类表不完整

现有分类编码标准的研究成果中有按功能和形式对桥梁进行分类，有桥梁构件的分类，但缺少对桥跨、墩台、桥跨结构这样有多个构件组成的桥梁部分的分类，在此定义为空间结构。

（2）定义划分不清楚

现有分类编码标准的研究成果中有些分类项在分类表中应仅作为分类使用，而非分类表的基本单元，例如，构件表中的建筑、结构、暖通等，只作分类作用，与表中的梁、板、柱等构件应进行区分。在本文分类表的备注中增加“分类符”，用来与分类表的基本单元进行区分。

（3）信息冗余

现有分类编码标准的研究成果中的分类项,有信息冗余的情况,例如，在构件表中,幕墙分为：石材幕墙、玻璃幕墙和金属幕墙。而材料表中有石材、玻璃和金属的分类。应在构件表中对幕墙不再按照材料分类,将材料表中的材料编码和构件表中的幕墙编码使用运算符相加,表示不同材料的幕墙。

桥梁工程的分类编码，将根据《公路工程信息模型统一标准》大纲中分类编码的相关规定，总结国内外已有桥梁分类编码的成果经验和存在问题，针对按功能分桥梁、按形式分桥梁、桥梁空间结构、桥梁构件、桥梁属性和桥梁材料六张分类表的内容进行深入研究。

按功能分桥梁

分类表按功能分公路工程构造物是按照功能对公路工程总的构造物进行分类。桥梁按照功能应分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥、水运桥、管线桥、农用桥和天桥。

按形式分桥梁

分类表按形式分公路工程构造物是按照形式对公路工程总的构造物进行分类。桥梁按照形式应分为梁式桥、拱桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥和组合桥六大类，每一大类可以继续分解。

桥梁空间结构

分类表空间结构定义为由基本构件组成的构造物结构单元，或者由基本构件划分的空间区域。桥梁空间结构是使用桥梁构件组成的桥梁部分或者划分的空间区域。

桥梁构件

构件定义为组成构造物的最小信息单元，在主体构造物中可以独立或者与其他构件结合，满足主体构造物功能的部分。桥梁中的梁、板、柱、拱等属于构件。由于桥梁构件较多，下表仅列出梁式桥的构件。

桥梁属性

属性定义为构造物、空间结构和构件的几何、物理、关系的描述，用来对描述对象进一步说明。在桥梁工程中桥梁的大小分类、孔径分类、构造分类、梁板的截面分类均是属性。在此仅列出小部分属性。

材料

材料定义为构造物、空间结构和构件的基本物质。例如，木、石、混凝土、钢筋混凝土等，在此仅列出一小部分材料。

运算符应用

在实际应用当中，往往一组编码不能完全覆盖要描述的对象，要精确描述一个对象，需要采用运算符号（“+”“/”“<”“>”）联合多个编码一起使用。例如，描述一座跨径50米的预应力钢筋混凝土梁式公路桥，编码为：16-03.01.00+17-05.01.00+40- 03.01.02+ 42- 01.02.04。描述装配式实心板梁，编码为19-03.01.01 + 40-03.04.02 + 40-03.03.01。

编码应用

分类表中编码的应用，根据项目实际需求，可以选择不同级别的分类编码。例如，在工可阶段，对桥梁形式等级要求较低，可以使用梁式桥“17-05.01.00”；在初步设计阶段，等级要求较高，使用简支梁桥“17-05.01.01”；到了施工图设计阶段，等级要求更高，需要使用T形肋梁式简支梁桥“17-05.01.01 + 40-03.05.02.03” 。

IFC应用

IFC标准中的实体往往可以供多个行业共同使用，例如，在IFC标准中关于墙定义为IfcWall，可以表示建筑中的墙，也可以表示道路中的挡土墙，桥梁中的翼墙。而在具体行业应用时，需要将表示对象更加明确，这时就需要关联相应的分类编码。例如，表示桥台中的八字翼墙，使用IfcRelAssociatesClassification，将IfcWall和IfcClassificationReference关联起来，在IfcClassificationReference的属性Identification为“19-03.03.06”，属性Name为“八字翼墙”。

项目应用

深圳梅观高速公路清湖南段市政道路工程位于深圳市中部综合组团，为高速公路市政化改造项目。路线全长约8.5公里，共设置8处互通式立交，设置桥梁共计37座。桥梁结构形式多样，上部有小箱梁、钢箱梁、预应力混凝土箱梁等复杂结构，下部有花瓶墩、门架墩、墙式墩等复杂异型结构。

通过研究国际和国内桥梁工程的信息分类与编码体系，分析现有研究中的成果和问题，总结出按功能分桥梁、按形式分桥梁、桥梁空间结构、桥梁构件、桥梁属性和桥梁材料6张分类表，该部分的研究内容将为《公路工程信息模型统一标准》中桥梁分类编码提供支撑。

桥梁构件及模型

下一步的研究工作重点，将考虑以下两方面：第一，由于公路工程涉及专业众多，在多个专业内部的分类编码存在交叉（例如，桥梁中的排水与路面、隧道中的排水相同），这些交叉内容应独立于各专业形成公共的分类编码。第二，分类编码（IFD）与数据存储（IFC）、数据交换（IDM）作为最重要的三项BIM技术标准，三者之间存在很强的内在联系。因此，桥梁工程的分类编码（IFD）、数据存储（IFC）和数据交换（IDM）在研究时，应考虑其内在联系，并进行反复修改和完善。