康佳 寧宏義

摘 ? 要：本文在BIM系統(tǒng)三維模型的基礎(chǔ)上，探索施工模擬技術(shù)在醫(yī)藥項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了施工過程的可視化預(yù)演;經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)成品的預(yù)先驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)大型設(shè)備立體吊裝過程中的碰撞問題;經(jīng)過綜合方案對(duì)比，得到最優(yōu)化施工方案用于指導(dǎo)施工。施工模擬技術(shù)的應(yīng)用有效減少了實(shí)際施工過程中的問題數(shù)量，縮短施工工期，節(jié)約施工費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：BIM系統(tǒng) ?施工模擬 ?模擬吊裝

中圖分類號(hào)：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0051-02

1 ?施工模擬技術(shù)概述

施工模擬是BIM虛擬仿真技術(shù)的一個(gè)重要模塊，從生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、成本管理等多層面解決復(fù)雜工程現(xiàn)場施工問題[1-2]。圖1表示施工模擬的具體過程。利用該技術(shù)，可以有效串聯(lián)設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)，通過項(xiàng)目啟動(dòng)前預(yù)演真實(shí)的施工過程，讓建設(shè)單位更直觀、詳盡地了解施工過程的細(xì)節(jié)，找到可能出現(xiàn)的問題并有針對(duì)性尋求最優(yōu)解決方案。

根據(jù)達(dá)索公司提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由于施工規(guī)劃及進(jìn)度控制不合理等諸多原因，難以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量和進(jìn)度的統(tǒng)一[3]，有大約35%的項(xiàng)目因施工問題出現(xiàn)延期。這不僅僅導(dǎo)致施工費(fèi)用的增加，更有可能因?yàn)橥七t投產(chǎn)為建設(shè)單位帶來更大經(jīng)濟(jì)損失。

2 ?施工模擬在醫(yī)藥項(xiàng)目中的應(yīng)用

本文采用Autodesk公司的Navisworks軟件，對(duì)已經(jīng)完成三維建模的某醫(yī)藥項(xiàng)目進(jìn)行施工模擬。Navisworks是一款致力于三維可視化和仿真的軟件，兼具三維漫游、三維審圖、碰撞檢查、施工模擬等多種功能。

2.1 可視化施工過程（4D模擬過程）

可視化的施工過程，即4D模擬過程，是將時(shí)間軸加入到三維模型中，顯示不同時(shí)間點(diǎn)三維模型的變化過程。

本文利用Navisworks的Timeliner模塊，對(duì)某醫(yī)藥項(xiàng)目的施工過程、吊裝過程以及大型機(jī)械、設(shè)備、運(yùn)輸車輛的使用情況進(jìn)行模擬，并結(jié)合Clash Detective模塊，檢查項(xiàng)目施工空間以及車輛進(jìn)出場道路空間情況。

根據(jù)施工模擬結(jié)果，可以更加高效安排施工材料、設(shè)備的進(jìn)出場順序，預(yù)估施工材料堆場、施工道路等輔助用地的面積，減少場地?fù)頂D或閑置的現(xiàn)象。

2.2 設(shè)備模擬安裝

醫(yī)藥項(xiàng)目與大化工項(xiàng)目相比擁有其獨(dú)有的特點(diǎn)，由于潔凈區(qū)的普遍存在，大多數(shù)生產(chǎn)線設(shè)置在建構(gòu)筑物內(nèi)，施工和安裝空間相對(duì)更加受限。同時(shí)，由于施工經(jīng)驗(yàn)不足、前期工作不充分等種種原因，大型設(shè)備、儲(chǔ)罐或塔器吊裝過程往往存在施工空間不足、碰撞等問題，導(dǎo)致設(shè)備無法安裝、難以就位，因此產(chǎn)生額外的返工量。

本文結(jié)合動(dòng)態(tài)碰撞檢查功能，為某項(xiàng)目的核心儲(chǔ)罐進(jìn)行模擬吊裝，模擬結(jié)果顯示，如果按照常規(guī)施工順序，先施工結(jié)構(gòu)框架再吊裝設(shè)備，會(huì)在立罐過程中發(fā)生儲(chǔ)罐碰撞二層梁板的情況，如圖2所示。

2.3 吊裝方案選擇

發(fā)現(xiàn)碰撞問題后，討論得出兩套可行的解決方案：

2.3.1 方案一：進(jìn)行三維吊裝

借助Timeliner模塊以及動(dòng)態(tài)碰撞檢查功能，為核心儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)一條避免碰撞的三維吊裝線路。這一方法在不影響其他施工步驟的同時(shí)，解決了碰撞問題。但由于三維吊裝要使用多臺(tái)吊車，施工機(jī)械費(fèi)用有所增加。

2.3.2 方案二：先吊裝后施工二層梁板

車間基礎(chǔ)及一層結(jié)構(gòu)柱施工完成后，先吊裝儲(chǔ)罐。由于操作空間充裕，使用一臺(tái)吊車即可順利完成立罐。在儲(chǔ)罐吊裝完成后，再澆筑二層梁板以及結(jié)構(gòu)柱。這一方法沒有增加機(jī)械使用費(fèi)，但由于存在交叉施工的情況，需要施工方在施工方案、機(jī)械及人員的安排方面預(yù)先作出調(diào)整。

表1所示為兩種吊裝方案的對(duì)比。經(jīng)過與建設(shè)單位討論，綜合比較兩種解決方案的施工難度、工程進(jìn)度、人力投入及費(fèi)用消耗，認(rèn)為方案二為現(xiàn)有情況下的最優(yōu)解決方案。

3 ?結(jié)語

在醫(yī)藥項(xiàng)目傳統(tǒng)的建設(shè)過程中，由于設(shè)計(jì)和施工的相對(duì)孤立、施工水平參差不齊等原因，導(dǎo)致項(xiàng)目返工、材料浪費(fèi)、施工周期延長等等一系列現(xiàn)象的出現(xiàn)。施工模擬技術(shù)的引入可以大大優(yōu)化施工過程：（1）優(yōu)化施工機(jī)械和人員安排，減少因資源不足帶來的延期和因閑置帶來的浪費(fèi);（2）可以對(duì)核心設(shè)備、大型設(shè)備的吊裝進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)演，排除施工過程中可能出現(xiàn)的重大問題，減少返工量，節(jié)約費(fèi)用和工期;（3）與施工費(fèi)用控制模塊相結(jié)合，優(yōu)化施工費(fèi)用的控制。經(jīng)過實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證，BIM系統(tǒng)施工模擬技術(shù)的引入，較之傳統(tǒng)施工過程，工期縮短約30%，廢料率控制在3%以下，項(xiàng)目中僅鋼筋一項(xiàng)就可節(jié)約175萬元/萬t。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉軍生，石韻，王寶玉，等.BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2015（44）.

[2] 王亞中，李偉，李洪義，張洪軍.BIM技術(shù)在長春萬豪東方廣場城市綜合體工程施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015（44）.

[3] 趙欣，關(guān)宇，譚品峰.南開大學(xué)大學(xué)生活動(dòng)中心施工模擬與監(jiān)測[J].鋼結(jié)構(gòu)，2017（3）：103-108.