(中建三局第三建設工程有限責任公司，武漢 430074)

前言

“互聯(lián)網(wǎng)+”的迅猛發(fā)展，將深刻而廣泛地改造原有建筑產(chǎn)品及其生產(chǎn)方式，使建筑業(yè)成為下一個信息化革命的爆發(fā)點。不斷創(chuàng)新運用綠色信息化管理的科學理念與具體方法，在工程管理中發(fā)揮更大的作用，是建筑施工企業(yè)實現(xiàn)轉型升級、自我突破的必由之路。中建鋼構大廈工程鋼結構施工全過程，依靠BIM技術解決鋼結構施工過程中的工期、安全、可視化應用、施工過程模擬分析問題。從而研究一種適合鋼結構施工并銜接上、下游單位的應用方案，以信息化技術提高項目管理水平。

1 通過綠色建筑信息化，提升行業(yè)整體水平

以信息化、智能化管理理念為基礎，采用BIM技術建立鋼結構工程綠色施工可視化模型應用體系、施工過程模擬分析體系、碰撞檢測體系、計劃管理體系。總結工程在鋼結構施工過程中的信息化管理經(jīng)驗，爭取對日新月異的鋼結構行業(yè)、同類工程建設的綠色施工有所裨益。

2 BIM信息技術應用

2.1 應用特點

工程運用BIM技術為手段，覆蓋鋼結構施工全過程并通過模型信息與制造階段互聯(lián)互動，實現(xiàn)工程項目管理信息化、縮短工期、提高工程質量、降低施工安全風險，達到綠色施工的目標。

2.2 精確建模

為保證模型信息有效傳遞，聯(lián)合設計院、分包、制造廠共同制定了《中建鋼構大廈項目BIM執(zhí)行計劃》和《中建鋼構大廈項目BIM建模標準》。針對軟件種類版本、模型存儲方式、命名規(guī)則、格式交換等統(tǒng)一規(guī)定，確保BIM模型在各階段均可順利進行交接及模型系統(tǒng)劃分。運用revit軟件針對建筑、結構進行建模，其中鋼結構部分利用Tekla軟件進行深化建模，通過多專業(yè)協(xié)同工作平臺，搭建LOD400模型，并完成模型自身協(xié)調及專業(yè)間的碰撞分析。

2.3 可視化應用

構建鋼結構三維空間立體布置圖進行可視化模擬，提前發(fā)現(xiàn)設計矛盾與盲點，對設計方案進行優(yōu)化，解決施工圖中的設計缺陷，提升施工效率及施工質量，減少項目后期修改變更，避免人力、物力浪費，達到降本增效、綠色節(jié)能的目的。

2.4 施工模擬分析

2.4.1 半逆序施工

根據(jù)中建鋼構大廈項目實際情況，采用BIM作為支撐的半逆序施工的關鍵技術。以現(xiàn)場三道臨時混凝土內支撐梁及圍護排樁為基礎，利用Revit繪制出真實模型，并依照軟件提供的邏輯關系，進而準確掌握三道臨時混凝土支內撐對構件安裝的影響。

調整支撐拆除與構件安裝的先后順序、分析支撐拆除不利工況對構件的影響。實現(xiàn)地下室鋼結構安裝優(yōu)先于拆撐的半逆作法施工，節(jié)約工期18天。

2.4.2 頂部懸挑結構施工模擬

本工程在標高129.790～165.900m為頂部懸挑結構，高36.1m，最大懸挑17.2m，鋼柱及主梁均為箱型截面，鋼材材質為Q345B，Q235B，最重節(jié)點達7.3t。懸挑結構懸空高度高，鋼梁為主要承力體系，連接節(jié)點情況復雜多樣，箱梁界面跨度大，是工程施工重難點。

運用建模，對懸挑結構的施工全過程進行模擬分析，細化到安裝的吊裝、起拱、安裝、卸載環(huán)節(jié)，確保高空懸挑結構順利安裝完成。經(jīng)過模擬分析，采用塔樓部分和懸挑部分分別安裝的方式，將懸挑部分在地面分塊組裝，再進行高空吊裝的施工方法，減少高空拼裝。

經(jīng)第三方檢測機構檢測，懸挑結構使用一年，累計沉降量3.2mm且已穩(wěn)定，低于設計7mm的允許值。

2.5 碰撞檢測

工程主體結構同層立面斜撐、鋼梁型號多。與設計聯(lián)合檢測碰撞調整方案、與機電單位聯(lián)合檢測碰撞避免梁柱、斜撐尺寸變化阻擋管線。

共檢測沖突356處，如斜撐與欄桿沖突，調整欄桿； 鋼斜撐與門洞沖突，調整斜撐； 鋼拉桿與樓板沖突，調整拉桿。

3 BIM成果信息共享

工程依托鋼結構全生命周期信息化管理平臺，將BIM三維模型、工程進度、物料清單、構件信息導入信息化管理平臺，使不同崗位，不同區(qū)域的人員可以直接從平臺中獲取、更新與本崗位相關的信息，實現(xiàn)深化設計、材料管理、構件制造、項目安裝的工作協(xié)同。在鋼結構工程建造全過程實現(xiàn)信息共享，促進優(yōu)化設計、精細化計劃管理。

4 施工進度計劃管理

4.1 利用BIM進行逐層施工模擬，協(xié)助制定月、周、日安裝計劃

采集吊裝、焊接、校正、螺栓緊固所需時間，組建項目層面數(shù)據(jù)庫并錄入BIM模型，通過分析擬合，不斷提高生產(chǎn)安裝計劃的合理性以及與現(xiàn)實的契合度。

4.2 BIM系統(tǒng)與平臺協(xié)同管理

施工過程借助鋼結構全生命周期信息化管理平臺和物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)實現(xiàn)對鋼結構構件的全程監(jiān)管。通過BIM系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的無縫對接，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和零構件身份識別、動態(tài)定位、狀態(tài)查詢等全方位跟蹤功能，確保構件的每一個階段都在掌控內。

運用BIM技術將鋼結構作業(yè)流程細分為數(shù)十道常用工序和虛擬工序，指定零構件一一對應的工序路線，產(chǎn)生NC文件。制作廠通過管理平臺獲取相關信息，劃分結構、生產(chǎn)批次，制定標準工序，將項目工程信息轉化為工序為單位的建造信息。建立清晰的鋼構件生產(chǎn)管理流程。

通過管理平臺獲取現(xiàn)場安裝計劃，分區(qū)、分類依次序裝車發(fā)運，按計劃進場、計劃吊裝，實現(xiàn)主構件即卸即吊、減少周轉時間，合理利用場地、減少場地占用時間。

通過周密細致的計劃管理，縮短鋼結構施工工期22天，創(chuàng)造平均2.1天、最快1.8天施工一個結構層的“新速度”。

5 基于BIM技術的質量管理

通過計劃管理、可視化管理、施工模擬分析、碰撞檢測等BIM手段的運用，有效降低返工率。通過數(shù)據(jù)共享，可在現(xiàn)場進行BIM模型與實物的對比，將相關檢查信息關聯(lián)到構件，使管理人員能夠快速直觀地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場質量問題，快速解決。對施工班組采用動態(tài)演示、模型交底及彩色打印交底的方式，使安裝過程、節(jié)點構造更加形象直觀，降低施工出錯率。

將BIM技術與測量技術結合，實現(xiàn)鋼柱安裝精度控制。將現(xiàn)場測量點與BIM模型結合，導出現(xiàn)場鋼柱安裝定位控制點位置坐標及標高，為現(xiàn)場全站儀進行鋼柱安裝精度控制提供依據(jù)。經(jīng)檢測，主體鋼結構豎向構件垂直度偏差6mm，低于10mm的設計允許偏差。

6 基于BIM技術的安全管理

傳統(tǒng)的安全管理、危險源的判斷和防護設施的布置都需要依靠管理人員的經(jīng)驗來進行，而BIM技術在安全管理方面可以發(fā)揮其獨特的作用，從場容場貌、安全防護、安全措施、機械設備等方面建立安全文明管理施工方案指導安全文明施工。工程建設期間，通過提取空間模型，利用Revit族技術快速建立樓層防護體系，提前識別危險源，設計全套安防措施(并申報專利1項)，一是大件措施一體化(包括側嵌式操作平臺等)，二是小件措施輕量化(鋁合金垂直通道、水平通道和掛籠)，提高了施工期間的安全性。

7 結論

7.1 安全及文明施工效益

通過推廣及應用BIM技術，工程安全施工得到了較好的保障，整個工程施工過程中無傷亡、重大安全事故，安全方面得到了業(yè)主的高度贊許，在充分保障工期的前提下，達到了深圳市安全生產(chǎn)樣板工地目標，得到業(yè)主的肯定。

7.2 工期效益

通過推廣及應用BIM技術，有效的節(jié)省了施工工期，超前完成了業(yè)主的節(jié)點要求工期?？s短鋼結構施工工期22天，創(chuàng)造平均2.1天施工一個結構層的“新速度”，得到了業(yè)主及社會各界的高度贊賞。

7.3 質量效益

通過推廣及應用BIM技術，工程質量得到了較大的提高，整個工程無質量問題，工程質量達到業(yè)主要求，受到業(yè)主的肯定與好評。工程先后榮獲“深圳市優(yōu)質結構工程獎”、“廣東省建設工程優(yōu)質結構獎”、“廣東鋼結構金獎”，并且“中國鋼結構金獎”順利通過驗收。

通過推廣及應用BIM技術，達到了提升生產(chǎn)效率、縮短施工工期、提高鋼結構工程施工質量、保障施工作業(yè)人員人身安全的目的，在施工過程中提高了工程管理能力，增強了企業(yè)在建筑行業(yè)的競爭力。

[1] 李路明. 綠色建筑評價體系研究[D].天津：天津大學， 2003.

[2] 方鴻強. 鋼結構讓綠色建筑更美好[EB/OL].[2012-11-22].