魏瑞芳 馬少雄
摘 要:針對烏蘭察布站交叉作業(yè)、室內(nèi)管線分布多,施工工序繁雜,本項(xiàng)目引入BIM技術(shù),通過建立基于5D數(shù)據(jù)的烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝、通信等工程信息模型,并利用模型進(jìn)行碰撞檢查、對施工方案進(jìn)行比選和合理優(yōu)化。通過對三維仿真漫游查找設(shè)計(jì)不合理的部位提出變更。通過三維動(dòng)畫對施工作業(yè)人員進(jìn)行全面施工交底,從而達(dá)到縮短工期,節(jié)約成本的目標(biāo),為后續(xù)工程提供借鑒意義。
關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);工程信息模型;施工交底
中圖分類號:TU17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)25-0043-03
BIM技術(shù)在普通房建施工領(lǐng)域應(yīng)用效果較好,可以解決建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、采暖通風(fēng)、電纜橋架、自動(dòng)控制、消防、安防等多專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)與施工問題,尤其在三維技術(shù)交底、碰撞檢查和管線綜合優(yōu)化等方面優(yōu)勢明顯[1][2]。本文針對烏蘭察布站的工程特點(diǎn),建立基于5D數(shù)據(jù)的烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝、通信等工程信息模型,引入BIM技術(shù),為參與項(xiàng)目建設(shè)各方提供信息化交流平臺,為實(shí)現(xiàn)建設(shè)對象可視化、施工進(jìn)度控制動(dòng)態(tài)化、信息數(shù)據(jù)采集智能化提供技術(shù)支持[3][4]。
1 概述
1.1 烏蘭察布站工程概況
烏蘭察布站位于烏蘭察布市,地處內(nèi)蒙古地區(qū)中部,是新建張家口至呼和浩特鐵路的最大中間站。工程由站房和站臺兩部分組成,站房建筑面積11949.14m2,建筑尺寸147.2m×38.4m×21.0m,基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ),主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),候車大廳屋面為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。站臺及有柱雨棚建筑面積為15866m2,車站設(shè)450×12.0×1.25m基本站臺1座和450×12.0×1.25m中間站臺2座。
1.2 工程特點(diǎn)及應(yīng)用BIM的必要性
烏蘭察布站作為標(biāo)段的控制性工程,具有以下特點(diǎn):
(1)交叉作業(yè)多:房屋、軌道、供電、通信、信號、工藝設(shè)備、給排水等多系統(tǒng)工程,相互穿插施工較多。
(2)室內(nèi)管線分布多:提前進(jìn)行BIM三維碰撞,為圖紙會審及方案優(yōu)化提供依據(jù)。
(3)施工工序繁雜:鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工、高支模、深基坑開挖及支護(hù)工序多。
(4)精細(xì)化管理:單體建筑多,檢修組合庫及物資總庫,運(yùn)用組合庫,綜合樓等生產(chǎn)用房涉及專業(yè)多,施工過程中勞動(dòng)力、物資、機(jī)械設(shè)備調(diào)配頻繁。
基于以上特點(diǎn),本項(xiàng)目將引入BIM技術(shù),提前規(guī)劃、重點(diǎn)模擬、化繁為簡、綜合調(diào)配資源。通過烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝等工程建立信息模型,并利用模型進(jìn)行碰撞檢查、對施工方案進(jìn)行比選和合理優(yōu)化、通過對三維仿真漫游查找設(shè)計(jì)不合理的部位提出變更、通過三維動(dòng)畫對施工作業(yè)人員進(jìn)行全面施工交底,確保站場施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
2 烏蘭察布站BIM三維建模
2.1 建模流程與思路
本項(xiàng)目涉及專業(yè)多,施工過程復(fù)雜多變,因此在BIM實(shí)施過程中需制定相應(yīng)流程,并依據(jù)流程,將BIM技術(shù)高效地應(yīng)用于實(shí)際施工中,其實(shí)施流程如圖1所示。
2.2 模型效果展示
作為現(xiàn)代施工企業(yè),我們以信息科技為依托,把信息模型為基礎(chǔ)的BIM綜合應(yīng)用在企業(yè)全面推廣,在項(xiàng)目前期策劃、施工過程、運(yùn)營維護(hù)階段全程引用,為項(xiàng)目的進(jìn)度管理、合同管理、質(zhì)量管理及施工協(xié)調(diào)引入新的方法,更高效,快捷、合理的進(jìn)行全面管控。而正確、全面的BIM模型是一切信息應(yīng)用的基礎(chǔ),在模型創(chuàng)建的不同階段,不同規(guī)則直接影響后期模型的質(zhì)量及應(yīng)用范圍,建立正確的模型并賦予正確的信息是關(guān)鍵。本項(xiàng)目按照既有流程采用相關(guān)軟件建立BIM模型,并將其應(yīng)用于實(shí)際施工中,各主體工程模型如下圖所示,圖2為revit建筑模型,圖3為烏蘭察布站站房效果圖,圖4為烏蘭察布站站臺。
3 BIM技術(shù)應(yīng)用方案研究
傳統(tǒng)模式下看二維圖紙想象三維構(gòu)造容易對設(shè)計(jì)造成誤解,而BIM的三維模型的可視化,提高了建筑識別功能,降低了各參與方的門檻,提高了溝通效率。在模型的應(yīng)用過程中針對施工中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行施工模擬,尋找到更加合理的施工解決方案。參考總工期計(jì)劃,物資總控計(jì)劃、季、月計(jì)劃,通過模擬施工,對施工現(xiàn)場土方調(diào)配、材料設(shè)備堆場等進(jìn)行三維對比優(yōu)化設(shè)計(jì),減少現(xiàn)場的二次搬運(yùn)以降低成本。通過將土建模型與機(jī)電模型結(jié)合,進(jìn)行碰撞檢查、施工漫游,優(yōu)化施工組織等,從而體現(xiàn)在該項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性。
在完成三維模型精細(xì)化構(gòu)建的基礎(chǔ)上,研究如何將BIM模型有效的在工程施工中加以運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)模型的工程價(jià)值,本項(xiàng)目從以下幾個(gè)方面入手。
3.1 管線碰撞及洞口預(yù)留
在復(fù)雜的建筑項(xiàng)目的管線綜合中,依靠人力進(jìn)行檢測和排查大量的構(gòu)件沖突是一項(xiàng)艱巨的工作,BIM模型的碰撞檢測功能則充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)對龐大數(shù)據(jù)的處理能力。通過BIM模型的建立,核對已有的設(shè)計(jì)變更,烏蘭察布項(xiàng)目通過BIM建模發(fā)現(xiàn)圖紙問題共77處,其中,鋼筋專業(yè)45處,土建專業(yè)8處,安裝專業(yè)24處。通過BIM碰撞檢查功能,一層共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)556個(gè),二層共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)822個(gè),合計(jì)1928個(gè)。通過BIM綜合管線模型的提前模擬輔助施工,避免了各碰撞點(diǎn)的拆過返工,保證了施工工期,節(jié)約了工程成本。
對發(fā)生碰撞的管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖5所示,在滿足相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,使得部分管線凈高增加,如運(yùn)轉(zhuǎn)樓管線綜合材料用量減少,經(jīng)工程量統(tǒng)計(jì),其中機(jī)電管線總長度減少246米,支吊架數(shù)量減少47個(gè),部分建筑管線凈高得以提升,空間得以增加。
通過BIM技術(shù),智能判斷預(yù)留洞的位置,最后出具的預(yù)留洞口報(bào)告中,利用三維可見性對管線與建筑墻碰撞的位置進(jìn)行洞口預(yù)留。
3.2 算量及資源管理
對建造各階段的模擬,可運(yùn)用模型統(tǒng)計(jì)出各階段的工料用量,并通過BIM技術(shù)的4D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫,可以快速、準(zhǔn)確獲得工程。將項(xiàng)目工期進(jìn)度計(jì)劃、物資材料總控計(jì)劃、季(月)度材料計(jì)劃、總工程數(shù)量清單等信息與BIM施工模型相鏈接,形成一個(gè)可視的4D(3D+Time)模型,直觀、精確、動(dòng)態(tài)地反映整個(gè)施工過程,并通過對項(xiàng)目人力、物資材料、機(jī)械設(shè)備的實(shí)際投入,結(jié)合項(xiàng)目工期目標(biāo),合理調(diào)配和優(yōu)化資源,提高機(jī)械設(shè)備和材料的使用效率,實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料,避免了材料浪費(fèi),節(jié)約了工程成本。endprint