基于BIM技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)梁柱 鋼筋籠吊裝安裝技術(shù)

谷 子

(重慶大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400015)

0 引言

近幾年BIM技術(shù)作為一種新的設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)、建筑信息管理工具在全世界范圍內(nèi)興起并廣泛應(yīng)用于建筑工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，代表著一種先進(jìn)生產(chǎn)力體系的建立和發(fā)展。通過(guò)研究基于BIM技術(shù)的梁、柱鋼筋籠下料、制作和吊裝工藝，探索有別于傳統(tǒng)工藝，并符合裝配式理念的鋼筋工程施工工藝。并以此工藝來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋工程的施工作業(yè)，以達(dá)到提高施工效率、減少材料浪費(fèi)、提高安裝質(zhì)量、減少高空作業(yè)和降低安全風(fēng)險(xiǎn)的目的。

對(duì)于相關(guān)內(nèi)容的研究已經(jīng)取得了了一定的進(jìn)展：

沈陽(yáng)建筑大學(xué)姬麗苗對(duì)傳統(tǒng)的2D、3D繪圖原理進(jìn)行分析后并與BIM技術(shù)原理進(jìn)行比較，得出BIM技術(shù)可以在在混凝土建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【1】。

中建八局第二建設(shè)有限公司的劉建民、宋建對(duì)BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)分析，建立對(duì)應(yīng)的方案【2】。

1 工藝原理

基于 BIM技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)梁柱鋼筋籠吊裝安裝技術(shù)采用 BIM軟件（如Tekla）。根據(jù)鋼筋的接頭原則、接頭方式和規(guī)范圖集的構(gòu)造要求等對(duì)柱、梁鋼筋進(jìn)行拆分并建立三維模型，統(tǒng)計(jì)各型號(hào)鋼筋用量，優(yōu)化鋼筋切割，形成鋼筋下料圖。并將柱、梁鋼筋依據(jù)拆分結(jié)果和三維模型，制定合理的鋼筋籠拆分方案，對(duì)每個(gè)拆分完成的鋼筋籠進(jìn)行編號(hào)并繪制梁、柱鋼筋籠制作詳圖，制作梁、柱鋼筋籠。根據(jù)研究的鋼筋籠吊裝工藝和節(jié)點(diǎn)連接工藝對(duì)梁、柱鋼筋籠進(jìn)行吊裝安裝。在研究過(guò)程中，為了提高鋼筋籠的制作效率和精度，獨(dú)立研發(fā)了可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作胎架和可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作限位裝置。其原理如下：

（1）可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作胎架由主支架、橫梁和側(cè)向帶孔撐桿三部分組成。數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行增減(如圖 1-1所示)。通過(guò)調(diào)整主支架的數(shù)量和擺放位置，可適應(yīng)于不同形式，不同尺寸鋼筋籠的制作，如一字梁，十字梁，井字梁等；通過(guò)調(diào)整橫梁在主支架立桿上放置的孔位，可以改變鋼筋籠制作操作面的高低。

（2）可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作限位裝置由一個(gè)或多個(gè)限位板支架組成，其數(shù)量取決于鋼筋接頭平面的數(shù)量；其中每一個(gè)限位板支架由支架底座，支架立桿，橫向支撐，以及由木板制作而成的帶限位孔的限位板（1塊或2塊）組成(如圖1-2所示)。通過(guò)調(diào)整限位板的高度，可適應(yīng)于不同尺寸鋼筋籠的精準(zhǔn)制作；另外通過(guò)增加限位板支架的數(shù)量和擺放位置，可以實(shí)現(xiàn)不同形式鋼筋籠的精度控制。

圖1-1 可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作胎架圖

圖1-2 可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作限位裝置

2 鋼筋的BIM深化設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)完成后，選用合適的BIM軟件（如Tekla），根據(jù)鋼筋的接頭原則、接頭方式和規(guī)范圖集的構(gòu)造要求等對(duì)柱、梁鋼筋進(jìn)行拆分并建立三維模型，統(tǒng)計(jì)各型號(hào)鋼筋用量，優(yōu)化鋼筋切割，形成鋼筋下料圖。如圖2-1所示。

將柱、梁鋼筋依據(jù)拆分結(jié)果和三維模型，制定合理的鋼筋籠拆分方案，對(duì)每個(gè)拆分完成的鋼筋籠進(jìn)行編號(hào)并繪制梁、柱鋼筋籠制作詳圖，為鋼筋的精準(zhǔn)下料和鋼筋籠的制作提供圖紙依據(jù)。

圖2-1 三維模型

3 技術(shù)特點(diǎn)

采用了可調(diào)式胎架的鋼筋籠制作、安裝等一系列生產(chǎn)工藝，可實(shí)施性較高、生產(chǎn)速度較快、使用功能較好，具有較強(qiáng)的推廣性，熟悉鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工的單位都能快速掌握。在施工方法上具有以下特點(diǎn)：

（1）采用BIM軟件，根據(jù)鋼筋的接頭原則、接頭方式和規(guī)范圖集的構(gòu)造要求等對(duì)柱、梁鋼筋進(jìn)行拆分并建立三維模型，極大地提高了鋼筋深化分析效果和效率。

（2）鋼筋籠的下料和制作可由專業(yè)的鋼筋配送廠家在工廠完成，能更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，符合目前建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的市場(chǎng)需求。

（3）相對(duì)傳統(tǒng)工藝，減少了工人高空作業(yè)時(shí)間，降低現(xiàn)場(chǎng)施工和管理的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（4）通過(guò)可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作胎架和可調(diào)節(jié)式鋼筋籠制作限位裝置進(jìn)行鋼筋籠的綁扎，提高了構(gòu)件的制作質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

（5）有利于實(shí)現(xiàn)建造活動(dòng)從粗獷的勞動(dòng)密集型向精細(xì)的信息密集型轉(zhuǎn)變，并大幅度降低工期、減少成本。

4 結(jié)語(yǔ)

基于BIM技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)梁柱鋼筋籠吊裝安裝施工技術(shù)是一整套先進(jìn)的施工方法和工藝。首先針對(duì)混凝土梁柱鋼筋骨架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)發(fā)明了一種可調(diào)節(jié)式的胎架和一種制作鋼筋籠的可調(diào)式限位板支架組，保證了鋼筋骨架快速高效安全的綁扎成形及后期的吊裝過(guò)程。然后基于BIM技術(shù)的鋼筋籠下料、制作和吊裝工藝應(yīng)用于此工程施工中取得了良好的節(jié)能、節(jié)材和節(jié)時(shí)的經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)采用新型擠壓設(shè)備進(jìn)行鋼筋籠的連接，構(gòu)件制作質(zhì)量和精準(zhǔn)度提高。相對(duì)傳統(tǒng)工藝，減少了工人高空作業(yè)時(shí)間，降低現(xiàn)場(chǎng)施工和管理的安全風(fēng)險(xiǎn)，受天氣等因素影響較少，提高現(xiàn)場(chǎng)的施工效率。受到了業(yè)主及相關(guān)部門的好評(píng)，為承接新的工程創(chuàng)造了良好的條件，取得了較好的社會(huì)效益。

[1]姬麗苗. 基于 BIM 技術(shù)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].沈陽(yáng)建筑大學(xué),2013

[2]劉建民, 宋建. BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用分析[J]. 施工技術(shù). 2017（02）:85.