BIM技術(shù)在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用

王曉燕

(新疆昌吉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

BIM技術(shù)在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用

王曉燕

(新疆昌吉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

對(duì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)作了總結(jié)，簡(jiǎn)述了礦山鋼結(jié)構(gòu)工程施工的特征，重點(diǎn)對(duì)建模管理、工程量管理、項(xiàng)目成本管理、施工數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容進(jìn)行了介紹。通過加強(qiáng)BIM技術(shù)在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用，可提高工程施工質(zhì)量，縮短施工工期，增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

BIM技術(shù)；礦山；鋼結(jié)構(gòu)；施工管理

在礦山鋼結(jié)構(gòu)的施工管理中，BIM技術(shù)能夠?qū)ζ漤?xiàng)目的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，為工程單位的施工方、設(shè)計(jì)方、業(yè)主方等提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，提高管理人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工的控制能力，避免信息傳遞過程中造成的失真，并且還可有效改善各方的決策水平，提高鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的效率和質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型，其基本原理是利用鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建貼近實(shí)際的建筑虛擬模型，同時(shí)結(jié)合數(shù)字信息仿真技術(shù)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程所具有的真實(shí)信息進(jìn)行模擬。對(duì)于施工企業(yè)而言，在實(shí)際的施工管理中引入BIM技術(shù)，不僅能夠提升施工效率，還可減少風(fēng)險(xiǎn)隱患，降低不必要的施工成本[1]。

1.1項(xiàng)目本身的可視化

在BIM模型中，存在實(shí)現(xiàn)可視化的有效途徑，他能將原設(shè)計(jì)圖紙中的平面鋼筋結(jié)構(gòu)，以一種三維立體的形式展示出來，使得人們能夠更加直觀地看到不同構(gòu)件之間的相互聯(lián)系，為決策的制定提供了有效的參考依據(jù)。同時(shí)可視化功能的存在，能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)工程的具體范圍進(jìn)行明確劃分，進(jìn)而提升其在時(shí)間和空間上的協(xié)調(diào)性，減少項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的問題[2]。

1.2模擬性和執(zhí)行性

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工程的施工管理而言，應(yīng)用BIM技術(shù)可進(jìn)行相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)，保證施工方案的合理性和可靠性，并且在項(xiàng)目后期運(yùn)營(yíng)中，也可通過對(duì)緊急情況的模擬，制定出切實(shí)有效的應(yīng)急預(yù)案，保障工程施工安全。其次BIM技術(shù)能夠根據(jù)施工要求進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，例如：緊急疏散、光照模擬、節(jié)能環(huán)保等，同時(shí)在進(jìn)行項(xiàng)目施工過程中，通過4D模擬實(shí)驗(yàn)，可確定鋼結(jié)構(gòu)施工方案的可行性，確保項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行，而利用視覺上對(duì)比預(yù)測(cè)進(jìn)度和完工進(jìn)度，可有效防止進(jìn)度疏漏情況，并且通過5D模擬還能夠?qū)κ┕こ杀具M(jìn)行有效監(jiān)控[3]。

1.3協(xié)調(diào)性和優(yōu)化性

將BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的施工管理中，能夠?qū)Ω鞣N文件與數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并能在一個(gè)統(tǒng)一的視圖中顯示出來，提高對(duì)存儲(chǔ)空間的有效利用，不僅能縮短施工時(shí)間，還能夠在施工前對(duì)可能存在的矛盾沖突進(jìn)行解決。不僅如此，由于礦區(qū)建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工相對(duì)復(fù)雜，單純依靠人工管理的方式效率難以提高，而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于復(fù)雜項(xiàng)目的優(yōu)化，確保施工管理工作的有效進(jìn)行。

2 礦山鋼結(jié)構(gòu)工程施工的特征

2.1放線測(cè)量難以準(zhǔn)確定位

由于礦山鋼結(jié)構(gòu)的施工內(nèi)容比較繁雜，而且工期比一般工程要長(zhǎng)，又因構(gòu)件安裝在施工細(xì)節(jié)的處理要求上較為嚴(yán)格，因此在礦山鋼結(jié)構(gòu)工程的施工中，對(duì)于放線的定位和測(cè)量要求較高。如：放線的測(cè)量工具必須具有高精密性，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度要求也較高；要根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算，確定放線的定位。這兩項(xiàng)細(xì)節(jié)若管理不當(dāng)，出現(xiàn)失誤，會(huì)大大影響鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，引發(fā)安全事故。

2.2易受環(huán)境因素影響

相比于鋼筋混凝土的建筑來說，鋼結(jié)構(gòu)的建筑，在施工過程中受天氣和溫度的影響較大，尤其是在礦山的施工中，由于地址環(huán)境和鋼結(jié)構(gòu)的特性，一旦出現(xiàn)較大的溫差，就會(huì)發(fā)生熱脹冷縮，促使鋼結(jié)構(gòu)的尺寸產(chǎn)生變化，加之礦山鋼結(jié)構(gòu)本身的施工周期較長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)尺寸的變化較難進(jìn)行測(cè)量或計(jì)算，從而會(huì)影響到鋼筋整體結(jié)構(gòu)的精度，降低工程施工質(zhì)量[4]。所以在施工管理過程中，要針對(duì)環(huán)境變化采取相應(yīng)的管理措施，盡量降低因環(huán)境變化對(duì)施工所造成的影響，比如對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行降溫或預(yù)熱等工作。

2.3機(jī)械設(shè)備要求高

鋼結(jié)構(gòu)的施工對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求較高，其采用的設(shè)備與技術(shù)也都較為先進(jìn)，而在礦山鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，更是需要先進(jìn)的起重設(shè)備進(jìn)行預(yù)制化組裝，同時(shí)在進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)，也需運(yùn)用裝備精良的吊裝機(jī)械。因此在機(jī)械設(shè)備正式投入施工使用前，應(yīng)對(duì)其性能和參數(shù)要求了解清楚，并反復(fù)進(jìn)行核算與模擬設(shè)計(jì)，確保在施工過程中不會(huì)因機(jī)械設(shè)備的問題而引發(fā)安全事故。

3 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用

3.1鋼結(jié)構(gòu)安裝前的準(zhǔn)備

首先在構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)前，應(yīng)用BIM技術(shù)制定周密計(jì)劃，并按照吊裝的順序自上而下安排進(jìn)場(chǎng)和堆放，為安裝施工做好準(zhǔn)備，同時(shí)由于構(gòu)件一旦起吊到高空或是開始進(jìn)行安裝，再發(fā)現(xiàn)問題要處理就會(huì)特別困難，所以為了不影響工程的進(jìn)度，也為了避免引發(fā)安全事故，構(gòu)件在進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)利用BIM模擬技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)收工作，排除其在制作與運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)的問題，只有在地面對(duì)構(gòu)件的問題實(shí)施消除后，才能確保構(gòu)件能合格、順利地參與施工。

3.2建模管理

一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在建筑的裙房及塔樓H型的組合柱當(dāng)中。其中，組合柱包含的構(gòu)件主要有裝耳板、腹板、栓釘，以及鋼柱各個(gè)構(gòu)件之間具有特定的鏈接與空間位置關(guān)系，而建立組合型鋼柱模型，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是定好各個(gè)構(gòu)件之間的空間位置關(guān)系，關(guān)鍵點(diǎn)就是各個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)，尤其是在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行施工的過程中，需要以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)作為依據(jù)。但目前在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工中，其施工管理規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需使用到的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件超過10個(gè)，施工文件在軟件之間的傳遞不方便，需頻繁轉(zhuǎn)換格式，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或丟失，由此在為鋼結(jié)構(gòu)建模的過程中，可使用AutodeskRevit軟件將其對(duì)應(yīng)的施工數(shù)據(jù)輸入，例如尺寸、規(guī)格、編號(hào)、質(zhì)量和材質(zhì)等。使用這樣的參數(shù)化建模管理方式，鋼構(gòu)件能夠通過共享參數(shù)驅(qū)動(dòng)，并在確定每一鋼構(gòu)件的參數(shù)后，以H型鋼柱作為核心，掌握其他構(gòu)件之間的空間位置關(guān)系，以連接文件將他們組裝，建立出H型鋼柱的三圍模型圖。其方便之處在于模型中的某一個(gè)細(xì)節(jié)需要改動(dòng)，與之對(duì)應(yīng)的參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)模型的參數(shù)。

3.3工程量管理

在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)的工程量中，通常使用人工方式進(jìn)行，其工作量大、耗費(fèi)的人力資源多、且速度慢、精度不高，尤其是在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理中，不僅計(jì)算的難度大，出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也較高，同時(shí)手工方式的計(jì)算為減輕難度，通常忽略了節(jié)點(diǎn)的切口和墊板占用的質(zhì)量，造成計(jì)算結(jié)果容易出現(xiàn)偏差，而BIM模型則能夠清晰地反映出這些細(xì)節(jié)質(zhì)量，保證工程相關(guān)數(shù)據(jù)的精確性。首先使用BIM 技術(shù)能在初期對(duì)每個(gè)構(gòu)件的參數(shù)設(shè)置精確，建模完成后的計(jì)算工作只需在模型中選擇需要得出結(jié)果的構(gòu)件就能夠指導(dǎo)相應(yīng)的質(zhì)量，有助于工程施工管理質(zhì)量和效率的提高。其次出具材料、構(gòu)件清單，作為定貨、備料、料組織運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，逐項(xiàng)由專人加以實(shí)施，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯(cuò)誤，方便對(duì)工程實(shí)體實(shí)行按構(gòu)件、區(qū)域、樓層等隨時(shí)隨地的進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)分階段材料采購區(qū)。

3.4項(xiàng)目成本管理

利用BIM技術(shù)，構(gòu)建完善的鋼結(jié)構(gòu)信息模型，能夠幫助管理人員了解其實(shí)際施工進(jìn)度和發(fā)展情況，進(jìn)而可對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行全面管理，有利于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的管理目標(biāo)。其次能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有涉及鋼結(jié)構(gòu)工程造價(jià)的資料收集和統(tǒng)一管理，如投標(biāo)書、進(jìn)度審核預(yù)算書、支付憑證等附件的管理，保證鋼結(jié)構(gòu)工程的造價(jià)管理具有可靠的數(shù)據(jù)支撐，提升管理效果。另外運(yùn)用 BIM技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工總體組織設(shè)計(jì)編制和施工模擬，可確定施工所需的人、材、機(jī)資源計(jì)劃，減少施工損耗，并且能實(shí)時(shí)對(duì)項(xiàng)目的資源進(jìn)行物料跟蹤，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)計(jì)劃所需的物料清單，同時(shí)根據(jù)清單準(zhǔn)備鋼筋進(jìn)場(chǎng)，通過多個(gè)進(jìn)度計(jì)劃的比對(duì)，以實(shí)現(xiàn)材料進(jìn)場(chǎng)與人員、機(jī)械及環(huán)境的高效配置。

3.5施工數(shù)據(jù)管理

在礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理中，運(yùn)用BIM技術(shù)可使管理人員依照設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)的變更，對(duì)施工方案和工程量等參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。其次可根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，得到鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為管理人員分析和調(diào)用數(shù)據(jù)提供了便利，同時(shí)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊、RFID等技術(shù)，使用數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集構(gòu)件信息傳遞給BIM模型，得出鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際計(jì)劃進(jìn)度偏差、構(gòu)件屬性信息，以此可協(xié)調(diào)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和施工，便于構(gòu)件生產(chǎn)管理，保證全過程的可追溯性。另外還可強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度共享，從而使得原本分散性、粗放性的施工管理變得更加規(guī)范化和集成化，保證了良好的施工效果。

3.6進(jìn)度管理

礦山鋼結(jié)構(gòu)的施工以實(shí)施具體的管理階段耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，因此基于BIM模型，應(yīng)當(dāng)積極推行全方位動(dòng)態(tài)管理，即在集成平臺(tái)上關(guān)聯(lián)施工進(jìn)度，將空間信息與時(shí)間信息直觀、可視、清晰的反映到模型中，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃的管控，同時(shí)由于在礦山施工環(huán)境的影響與客觀條件的制約下，會(huì)容易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工期出現(xiàn)偏差，因此在遇到此種問題時(shí)，施工單位應(yīng)迅速與甲方溝通，并獲取甲方同意，而當(dāng)出現(xiàn)有關(guān)單位的影響情況，則主要通過與有其創(chuàng)建融洽工作關(guān)系，并進(jìn)行BIM信息共享的方式，來保證鋼結(jié)構(gòu)施工管理工作的有序開展。其次管理人員還可通過劃分已完成的工程量，輸出施工進(jìn)度，進(jìn)行實(shí)際施工進(jìn)度與計(jì)劃施工進(jìn)度的對(duì)比，并能直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度情況進(jìn)行分析診斷，確保進(jìn)度計(jì)劃合理。

3.7施工安全管理

通過BIM 360 Glue的開發(fā)與應(yīng)用，可將創(chuàng)建完畢的三維模型上傳至云端，而管理人員只需攜帶移動(dòng)端設(shè)備IPAD進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工安全檢查，并能在模型中找到隱患位置，通過點(diǎn)擊模型中的元素打開相機(jī)拍攝隱患照片，然后載入模型，及時(shí)對(duì)其施工問題進(jìn)行整改，同時(shí)還可將警示信息關(guān)聯(lián)發(fā)送所有管理人員，起到安全隱患人人自查與消除的目的。其次當(dāng)隱患問題整改完畢后，整改責(zé)任人可通過移動(dòng)端設(shè)備拍攝整改后的照片載入模型，并關(guān)聯(lián)管理人員進(jìn)行查驗(yàn)，從而達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)施工隱患的發(fā)現(xiàn)與消除的閉合管理。

4 結(jié) 語

總之，利用BIM技術(shù)進(jìn)行礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理工作，可為鋼結(jié)構(gòu)工程精確計(jì)算提供良好的平臺(tái)，并在一定程度上推動(dòng)了鋼結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)的升級(jí)，同時(shí)BIM技術(shù)作為一種施工管理理念，不僅可優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)施工，確保工程施工質(zhì)量，還可推動(dòng)礦山鋼結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)走向更高的發(fā)展領(lǐng)域。

[1] 壯真才. BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)開發(fā), 2016(9): 81-82.

[2] 曹曉羅, 印晨曦, 洪尹楠. BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的應(yīng)用[J]. 山西建筑, 2016(16): 55-56.

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AnApplicationofBIMTechnologyinConstructionManagementofMineSteelStructure

WANG Xiaoyan

(ConstructionBranch,XinjiangChangjiVocationalandTechnicalCollege,Changji,Xinjiang831100,China)

This paper summarizes the characteristics and advantages of BIM technology. The author points out the characteristics of mine steel structure construction, by introducing the contents of modeling management, including project management, project cost management and construction data management. BIM technology in the application of mine steel structure and construction management can improve construction quality, shorten construction period to enhance economic efficiency of enterprises.

BIM technology; Mine; Steel structure; Construction management

2017-08-02

王曉燕(1976-)，女，新疆人，碩士研究生，講師，研究方向：工程結(jié)構(gòu)施工，手機(jī)：18890867168，E-mail:1737051869@qq.com.

U442.5

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.047