李 煒
中交第四公路工程局有限公司
預制裝配式建筑越來越受到歡迎,是因為這種建筑在建房的時候所采用的是工業(yè)化方法,即施工中使用的構件大部分在工廠內(nèi)完成,對于需要使用的構建運到施工現(xiàn)場,經(jīng)過技術人員按照設計圖紙拼接后可安裝在建筑結構上。需要注意的是,所有構件應牢固連接,以確保建筑物的可靠性。在預制裝配式建筑中應用BIM技術,可以在構件運到施工現(xiàn)場后按照三維設計圖拼裝,取代傳統(tǒng)的按照二維平面圖進行澆筑施工和現(xiàn)場拼裝的方式。這樣,建筑的外觀就與傳統(tǒng)方法建造的房子一樣,施工方法卻截然不同。預制裝配式建筑應用BIM技術,縮短了施工現(xiàn)場的工作時間,減少了用電、用水和人力資源,簡化了施工過程。此外,還可以減少各種污染物,減少了垃圾量,避免了施工環(huán)境的污染,對施工現(xiàn)場的管理非常有利。
預制裝配式建筑的一個重要優(yōu)勢是,可以提高工程的施工質(zhì)量,確保整個工程的施工進度加快。在預制裝配式建筑施工的過程中,由于某些施工采用裝配施工方式,在生產(chǎn)施工過程中,通常采用運行機械裝配線的方式,對于零件的生產(chǎn)不再采用人工操作方式,使得零件有更高的精度,確保每道工序符合有關的規(guī)定,建筑結構的各個部位得以改進,工程施工質(zhì)量有所提高[1]。
預制裝配式建筑的整個施工都采用裝配模式,施工管理模式也發(fā)生了變化。在裝配式建筑施工的過程中,整個施工過程按照一定的產(chǎn)業(yè)流程進行,部分結構零部件在工程中完成,實現(xiàn)了施工標準化操作,使大部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)比傳統(tǒng)的施工模式更加完善,當然這對施工人員的專業(yè)素質(zhì)有較高的要求,特別是施工中采用工業(yè)管理模式,結合現(xiàn)場施工管理,使施工項目既實現(xiàn)了現(xiàn)代化,又實現(xiàn)了自動化運行。
預制裝配式建筑的施工特點是,采用預制模式,大大提高了管理效率。從裝配式建筑施工的現(xiàn)狀來看,已經(jīng)實現(xiàn)了半自動作業(yè)模式。與手工生產(chǎn)操作相比,這種生產(chǎn)方式的速度更快,生產(chǎn)質(zhì)量有所保證。所以,建筑施工中整體化操作,使得施工的進度加快,縮短了施工時間。預制裝配式建筑施工與傳統(tǒng)的建筑工程施工模式相比較,工期大大縮短,原材料的使用量明顯減少,由此降低了成本,提高了工作效率。
預制裝配式建筑施工中,對于預制外墻板要使用車輛運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,施工管理人員將外墻板的數(shù)量清點正確,對編號都要核對好,外墻板使用專用的吊具,將其吊到建筑結構上,放置在指定的安裝位置。施工人員對外墻板初步就位之后,將臨時的支撐系統(tǒng)設置好,還要采取必要的固定限位措施[2]。外墻板與樓層面限位固定的時候要做好清點工作,對編號進行核對,防止產(chǎn)生錯誤。當預制樓梯運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場并清點完畢,對編號予以核對,使用專用吊具將預制樓梯段運輸?shù)筋A安裝樓的板位置,由施工人員安裝就位。
應用預制裝配式技術,主要的目的是實現(xiàn)綠色施工,對工程的整個建設環(huán)節(jié)實施一體化管理,如此形成一個科學化的管理模式,避免管理不當造成材料和資金的浪費。在預制裝配式施工的過程中,采用綜合化的管理模式能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患,及時采取有效地措施處理,避免造成嚴重后果,導致資金投入量增加。
在承重墻建設以及剪力墻建設中應用BIM技術設計和施工,流程簡化,工程建設效果更好,能夠?qū)崿F(xiàn)預期的目標。在工程施工中采用預制裝配式建筑施工技術,可以從建筑結構整體的角度出發(fā)進行墻體建設,應用BIM技術規(guī)劃建筑結構,根據(jù)立體化、透視化的設計圖進行拼接,在加工部件的時候可以測試承重能力并對所獲得的數(shù)據(jù)精確分析,對于不當之處適當調(diào)整[3]。在墻面施工的過程中注重綠色化,將預制裝配式模式發(fā)優(yōu)勢發(fā)揮出來,結合使用BIM技術可以避免拆除重建,可以一次性成型,同時排除各種安全隱患,施工效果良好。
工程項目部在施工的初期階段將BIM應用小組建立起來,應用BIM技術設計預制裝配式建筑模型。將BIM技術應用于施工實踐中,就是通過運行工作軟件進行設計,主要使用的軟件包括Autodesk、Navisworks、Revit、斯維爾二維算量和廣聯(lián)達場地布置等,所設計的模型惟妙惟肖,而且是立體化呈現(xiàn),具有良好的透視效果,每個細節(jié)出現(xiàn)問題都能夠及時修改,方式施工中發(fā)現(xiàn)予以返工,由此節(jié)省了人力和物力,保證工期[4]。
在預制裝配式建筑施工中應用BIM技術,考慮到建筑的主體結構所采用的是框架結構,以屋面外圍護系統(tǒng)和墻面外圍護系統(tǒng)為主,按照綠色理念,外覆雙曲造型所使用的鋁板幕墻和玻璃幕墻。按照BIM模型,就是將各種構件拼接起來,構成多種形式的實體[5]。
在預制裝配式建筑結構的中心筒部分施工中,工序復雜,難度大,對施工精度有較高的要求。對于這種情況,BIM小組運行BIM建立模型的時候,以樹權部位的二維模型為主,臨時支撐間距在設計的過程中計算出來,根據(jù)計算的結構排布支撐,還要與施工進度計劃相結合,對施工的工序進行四維施工模擬。應用BIM模型對施工技術進行交底,避免設計與現(xiàn)場施工存在不符之處,保證施工質(zhì)量。
在進行預制裝配式建筑結構施工的過程中,要保證屋面的結構安裝保持較高的穩(wěn)定性,將屋面的梁撓度減少,在進行樹權施工的過程中,需要將臨時支撐設置好。在確定臨時支撐型號的時候,需要根據(jù)受力計算所獲得的結果進行。對于整個建筑結構的整體受力,要保證其具有較高的穩(wěn)定性之后,按照設計圖紙將臨時支撐拆除,如此可以起到轉(zhuǎn)換受力體系的作用[6]。
某建筑工程的上施工中,按照設計圖紙要求在屋架的下方所設置臨時支撐,所選用的材料為鋼管,規(guī)格為152mm×5.0mm,材質(zhì)為Q235,鋼支撐的高度介于3.2m~5.5m之間,根據(jù)具體的需要進行選擇。鋼支撐之間的距離設定需要根據(jù)鋼梁跨度進行布置,介于3.5 m~4.8m之間,在支撐的上部與屋架梁底部可以采用鋼接的方法,這種連接方式比較簡單。支撐的下部如果不在樹權部位,可以將型鋼連接到混凝土結構,型鋼的規(guī)格為H200mm×200mm×8mm×12mm,使用膨脹螺栓連接,支撐鋼管連接到型鋼件上,采用剛性連接的方法。與樹權部位交接的部位,可以直接在主桿件的頂面連接。由于螺栓在圓管的外側(cè)布置,整個結構更加簡潔,而且節(jié)省了材料[7]。
應用BIM技術模擬施工是BIM技術的一個重要優(yōu)勢。在預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術進行模擬操作,對施工的現(xiàn)場情況都能夠模擬操作,發(fā)揮虛擬建造技術的作用,通過操作軟件構建模型,合理設置時間參數(shù),在計算機中操作虛擬軟件就可以將頭腦中形成的思路用模型體現(xiàn)出來,然后進行虛擬操作,使用仿真軟件進行仿真操作。在工程項目建造的過程中會產(chǎn)生一些成本[8]。比如,當某工程沒有按期完成工程造成的損失,施工中存在材料浪費的問題等,使用BIM技術就可以實現(xiàn)虛擬軟件建造,對工程設計圖進行模擬操作,合理規(guī)劃施工的每個環(huán)節(jié),將施工中所存在的難點以及需要重點關注的問題都能夠展示出來,從而對施工過程管理予以優(yōu)化。在進行異型樹權鋼結構施工之前,需要將BIM模型建立起來,還要進行模擬操作,對每個設計環(huán)節(jié)在施工中的效果都能夠體現(xiàn)出來,發(fā)現(xiàn)問題可以及時調(diào)整,避免施工中產(chǎn)生問題導致不良后果。
工程施工中應用BIM技術可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào),具體的實施中,就是應用三維信息模型實施管理。立體化的施工設計圖發(fā)揮指導作用,對于所存在的問題及時指導施工現(xiàn)場解決,避免施工中出現(xiàn)施工質(zhì)量問題導致返工。展示三維信息模型的時候,就是將工程項目的各項指標綜合,使得工程施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)全面呈現(xiàn),BIM軟件的運行中可以起到有效協(xié)調(diào)的作用[9]。同時,應用BIM技術還可以實現(xiàn)精細管理。在預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術,使得復雜性問題得到有效解決。預制裝配式建筑結構施工中,打破了原有的循序漸進的方式,而是從整體施工高度角度出發(fā)展開,如果存在問題,可以從整體的角度出發(fā)作出調(diào)整,由此可以加快施工進度,各個施工環(huán)節(jié)都能夠合作進行,相互配合良好。發(fā)揮BIM技術的作用,可以使得復雜的設計問題和施工問題及時發(fā)現(xiàn),并準確定位,對于問題的處理簡單化,確保整個的施工中發(fā)揮設計圖的指導作用,各項工作更加有條理。具體的應用中,就是發(fā)揮BIM技術的作用,通過實施模擬對施工現(xiàn)場優(yōu)化管理,對施工現(xiàn)場的障礙快速解決,施工質(zhì)量有所保證。
通過上面的研究可以明確,預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術可以發(fā)揮優(yōu)勢。中國走綠色發(fā)展道路,建筑施工的能耗大、資源消耗量也大,而且往往工期比較長,采用預制裝配式建筑施工方式,結合BIM技術,使傳統(tǒng)施工當中所存在的問題有效解決。如此,建筑工程更加完善,使建筑業(yè)的發(fā)展符合中國綠色戰(zhàn)略目標。