常劍鋒

（呼和浩特市市政建設(shè)服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

0 引言

近年來，隨著我國橋梁工程施工規(guī)模的擴(kuò)大，且造型逐漸趨于個性化、異形化，因此在加工管理上是一項很復(fù)雜的工作。在橋梁加工過程中，因橋梁曲面異形構(gòu)件較多，使得可視化管理技術(shù)在零件加工過程中尤為重要。應(yīng)用可視化不僅提高了生產(chǎn)效率，同時也避免了安全隱患和浪費，本文將依托張掖A1 橋梁項目進(jìn)行詳述。

1 工程概況

甘州區(qū)水生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理項目2020年度工程A1 橋梁坐落于甘肅省張掖市新建道路西域西路之上，橋梁結(jié)構(gòu)形式采用獨塔斜拉橋，橋跨布置為（2×30）+（260）+（2×30）=240m，鋼箱梁及索塔主體結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為Q345qE。根據(jù)設(shè)計圖紙要求，在廠內(nèi)預(yù)計將生產(chǎn)數(shù)以萬計的零件，且不利于管控。該項目通過BIM 技術(shù)實現(xiàn)可視化管理，在整個加工過程充分體現(xiàn)了管理的高效化（見圖1）。

圖1 橋梁整體外形（單位：mm）

2 可視化管理的應(yīng)用

可視化管理主要是監(jiān)測整個加工流程，由于橋梁行業(yè)的工程量大，從鋼板的來料檢查到箱體的焊接拼裝，每一步的操作都非常重要且工作量巨大，因此對于每一步的可視化管控至關(guān)重要?？梢暬芸剌^傳統(tǒng)信息管理更能實現(xiàn)管理上的清晰化和高效化，讓管理者有效的掌握產(chǎn)品加工的最新狀況，防止人為造成的失誤或遺漏并始終維持正常狀態(tài)，預(yù)防和消除加工過程中隱患和浪費現(xiàn)象。

2.1 材料入庫及布料可視化

在材料進(jìn)工廠加工前，對板材出廠合格證、質(zhì)量保證書、批號、化學(xué)成分和力學(xué)性能等進(jìn)行逐項驗收，這就需要對板材提料，進(jìn)行預(yù)估計算，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約成本。在鋼板來料時會對鋼板自身標(biāo)有條形碼的材料屬性和基本信息，進(jìn)行完整歸檔備案，通過編輯加工工序二維碼載體內(nèi)容，可在各工序過程中直接查看加工狀態(tài)及應(yīng)零件應(yīng)用，現(xiàn)場工人可直接找到對應(yīng)的布料圖進(jìn)行查驗（見圖2）。

圖2 鋼板整理歸檔二維碼

2.2 板材加工可視化

橋的橫隔板加工是需要依據(jù)輪廓信息來進(jìn)行實際的數(shù)字化加工。根據(jù)前期布料信息并上傳到管理軟件內(nèi)的物料庫（見圖3）中將材料提取出來，利用數(shù)控設(shè)備展開實際的生產(chǎn)加工，加工的零件會標(biāo)有專屬的條形碼標(biāo)識，可快速查驗零件的加工狀態(tài)及應(yīng)用信息（見圖4）。

圖3 導(dǎo)入物料庫

圖4 數(shù)字化切割并導(dǎo)出二維碼標(biāo)識

2.3 胎架制作安裝可視化

胎架的制作要嚴(yán)格把控馬凳標(biāo)高，馬凳標(biāo)高直接決定著橋梁的橫坡和縱坡，現(xiàn)場安裝主要是利用BIM技術(shù)模型來進(jìn)行仿真模擬，為安裝人員提供可視化的鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)信息和安裝施工信息，同時在各個構(gòu)件上標(biāo)有二維碼標(biāo)識，識別二維碼可直觀、準(zhǔn)確的查看各個馬凳的高度以及搭建位置，為胎架的搭設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)（見圖5）。

圖5 工廠胎架實景及二維碼標(biāo)識

2.4 焊接可視化

箱體焊接時，需要編制每條探傷焊縫的編號和長度，采用BIM 模型可以直接生成焊縫長度（見圖6），為檢測順序及焊材采購提供了必要的支持，在加工時工人可根據(jù)焊縫長度進(jìn)行測量構(gòu)建是否合格，通過箱體上的標(biāo)識二維碼可直接查驗焊縫狀態(tài)（見圖7）。

圖6 BIM 技術(shù)的焊縫編制

圖7 箱體焊縫二維碼標(biāo)識

2.5 涂裝可視化

鋼箱梁在涂裝前需要提前采購?fù)垦b用料，可通過BIM 技術(shù)一鍵計算箱體表面積及重量等各類參數(shù)，涂裝后可用測厚儀直接查看涂裝用料及厚度，達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)的可視化涂裝（見圖8）。

圖8 箱體涂裝二維碼檢測

2.6 檢測可視化

在加工過程中，張掖項目存在數(shù)以萬計的零件，為防止零件混淆，便于清晰的追溯零件來源。因此將“BIM+二維碼”技術(shù)運(yùn)用在加工階段，則能使零部件全程可追溯，各個工序均有自己的權(quán)限，可對各個零部件全程檢測進(jìn)行登記（見圖9）。

圖9 二維碼技術(shù)追溯箱體零部件相關(guān)信息

2.7 碰撞檢查可視化

在設(shè)計階段開始就必須對構(gòu)建模型的構(gòu)建節(jié)點進(jìn)行碰撞檢測模擬，胎架的裝配尺寸是有嚴(yán)格要求的，組裝時容易存在構(gòu)建干涉的情況，因此要提前利用BIM 模型直接檢測箱體的干涉情況，提前規(guī)避問題發(fā)生，避免不必要的返工及浪費，確保拼裝順利完成（見圖10）。

圖10 BIM 模型干涉檢查及實物拼裝

2.8 鋼箱梁箱體翻身結(jié)構(gòu)計算

鋼箱梁在下胎架時有時會發(fā)生變形，因此需要檢測起吊翻身，通過翻身工藝直接決定箱體是否會在此產(chǎn)生變形，通過可視化管理的預(yù)計算和模擬，來避免鋼箱梁在吊裝時產(chǎn)生變形。因此，通過BIM 技術(shù)直接進(jìn)行翻身計算，確保翻身滿足使用要求，可提前直接解決下胎架時發(fā)生的變形問題（見圖11）。

圖11 箱體簡化結(jié)構(gòu)翻身應(yīng)力計算

2.9 工程進(jìn)度管理可視化

張掖A1 橋梁項目的各個零件加工流程通過手機(jī)客戶端管理平臺進(jìn)行管控，可時刻查看各個零件的加工流程和加工狀態(tài)，便于進(jìn)行現(xiàn)場管理及后期檢查，確保整個項目加工零件的順利進(jìn)行。

3 可視化管理的成果與展望

該項目橋梁為變寬、變縱坡形式的橋梁，針對張掖A1 項目利用BIM 技術(shù)的可視化建模高效地提升了鋼結(jié)構(gòu)橋梁在加工過程上的可視化管理，使項目參與人員的溝通更加緊密，減少錯誤率。不僅使得加工流程精細(xì)化，更規(guī)避了預(yù)出現(xiàn)的問題，減少現(xiàn)場加工環(huán)節(jié)的錯誤，減少工期。同時也建立完善的信息庫，優(yōu)化整個加工流程，切實地提高加工質(zhì)量。BIM 技術(shù)幫助在采購鋼材、焊材、油漆和運(yùn)輸方面提供了可靠的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，避免了浪費?？梢暬芾碓阡摻Y(jié)構(gòu)橋梁加工上不僅能改變鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的加工模式和方法，提高加工效率、降低加工成本，更能有效地提高鋼構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，可視化管理在不僅在橋梁上應(yīng)用甚廣，在其他領(lǐng)域也是逐步深入，可清晰有效地傳達(dá)、溝通并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不僅能提升生產(chǎn)效率，節(jié)約時間，更能在橋梁工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并促進(jìn)我國橋梁工程的工業(yè)化進(jìn)步。