基于BIM的大型钢结构工程建造技术

1、 PAGE PAGE 4BIM摘要文章研究以国际上先进的项目建造BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型）理念，通过对三维建模软件的研究和运用,对钢结构数据进 行数字化录入,形成三维管理数据库，通过数据库对钢结构施工中从材料整 理、计划编排、施工跟踪、资源安排、吊装计算等各方面进行全面数字化 该安装技术在扬子石化巴斯夫二期改造项目高吸水性树脂装置中得到了 成功应用，取得了十分显著的技术和管理效果.关键字：BIM 技术；信息化管理；云网络；钢结构工程；模块化施工引言造要求。大型钢结构工程技术必将朝精细化、模块化、规范化方向进展。水平对钢结构安装进行人员、机

2、械、机具的安排及安装顺序规划，钢结构吊装计算也凭借近似计算的方法进行校核，此方法在小型项目中可以顺利运用，而大型钢结构安装往,施工顺序混乱，安排不当等现象,造成不必要的进度和质量问题.在此基础上,我公司运用目前国BIM（Building Information Modeling， 建筑信息模型）理念，通过对三维建模软件的研究和运用，对钢结构数据进行数字化录入,形成三维管理数据库，通过数据库对钢结构施工中从材料整理、计划编排、施工跟踪、资源安排、吊装计算等各方面进行全面数字化管理，使钢结构安装形成了计划合理化、进度可视化、数据精确化的水平,取得了十分显著的技术和管理效果.BIM。建筑信息模型(B

3、uilding Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,信息.它具有可视化,协调性,模拟性和优化性等特点。三维可视化功能再加上时间维度，可以进行 4D 虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测,大大减少建筑质量问题、安全问题,减少返工和整改。、目前国内大型钢结构安装工程，主要采纳现场单根构件吊装技术。单根构件吊装;度不易控制,间高空作业增加施工危险性缺点;经过前期项目的总结与思考，我公司决定研究以 BIM ,险性，节约成本。技术应用实例2012 年承接扬子石化巴斯夫二期改造

4、项目高吸水性树脂装置CSAMEI标SAP 主生产厂房、干燥间、溶剂回收单元、配电室及综合楼单体组成。其中SAP 主生产厂房为装置生产流程核心区域，为10 层钢结构框架结构，总建筑高度 60。40m，底部结构尺寸为 46m30m，总建筑面积 6155.23 ,钢结构构件总计10552 1101962050T;2-6层为混凝土楼板,采纳钢结构楼承板组合混凝土楼面,面积共计 4362.4 ，体积总计 1090.6m；0。5 层,1。5 层，5。5层层间平台及7-10层为花纹钢板平台,加上层间设备平台花纹钢板总面积约1800； 外部采纳压型钢板双层复合保温墙面及压型钢板复合保温防水卷材屋面作为围护结构

5、，7260。SAP装置土建和钢结构模型图SAP20121112013310日,排除春节期间及恶劣雨雪天气影响,100天左右,1 11 5 层7 层花纹钢板铺设和固定，技术难度十分巨大,对技术力量和多专业SAP 项目施工提出了防水、防尘、防蚊虫的完全密封竣工高标准,对施工过程的文明施工和现场清洁程度也提出了更高的要求,进度压力不可谓不大.对此业主也给予了“顺利完成厂房钢结构安装,SAP 项70%的评论.在紧迫的工期要求和高标准的施工要求背景下，如何能够更快速、有效、安全的完成工程施工，是对公司技术力量和管理水平的极大考验，经过项目部的研究,突破传统思维，从技术创新角度动身,下如期完成任务,实现工

6、程的成功竣工。下面以本建造技术中的创新点和关键技术为动身点，结合工程实例进行阐述:三维钢结构模型数据库建立在工程招投标阶段,2D3D 建模，建模流程主要包括下列步骤：轴线网络建立平面、立面区域划分构件定位、型号输入确认构件类型、名称、截面、材质、表面处理工艺、颜色等级信息输入构件号编码构件预制、安装状态、计划开始和结束时间状态输入构件连接节点、螺栓及焊接状态输入设置可视化模型模版及模型管理器等级划分细节微调，三维渲染完成总体模型,可实现真实直观的吊车站位及吊装流程的预先模拟,项目的施工部署和规划有充分的预备,对顺利进行投标工作和实体工作的实施均有显著的帮助，打下坚实基础。构件状态和建造信息录入

7、吊车站位模拟，整体施工模型渲染 PAGE PAGE 12材料到货可视化跟踪及信息反馈将会造成十分严峻的影响,因此工程前期十分有必要做好和钢结构厂家/业主采购部的多方沟通联络,使跟踪分析到货情况是否满足现场安装要求，进行反馈意见和建议。同时需要做好现场场地的规划，结合分片/整体安装计划，合理利用材料堆场及安装场地进行施工安排。SAP 项目前期，依据已到货构件清单建立模型数据库，生成钢结构到货状态模型,从模型信息可直观反馈出已到货构件是否满足现场分片安装需求的结论及依据现场到货情况编制优先到货清单并将此状态反馈给相关部门,从而及时的进行材料到货跟踪反馈，减少由于材料原因导致的进度滞后现象。2012

8、 10 28 日到场钢结构材料模拟 2012 11 06 日到场钢结构材料模拟钢结构安装模拟和施工记录SAP 总，由项目部技术人员导入模型,高层钢结构安装工程提供了良好的借鉴阅历。日钢结构安装数据信息压型构件还是摩擦性连接构件,依据安装及柱连接点阶段可以分为第一段、第二段、第三段区域结构等。不同的种类划分会决定了整体施工顺序和重点的编排, 是进行合理有效施工计划的前提,通过三维管理软件，可以有效的依据不同规格类型对构件进行区域划分，明确施工重点。防火区域划分第二层 13.47m 结构划分由于大型钢结构工程往往存在数量巨大的构件，如 SAP 厂房钢结构构件共10552 件,如此庞大的数量如何保证

9、安装有存在构件遗漏和尾项清理，是工作的重点和反应未安装构件数量及区域，通过三维图像及时直观反馈给项目管理组，对保证构件安装完整性，避开二次返工有着十分重要的意义。未安装钢结构构件于模型内的分布图结构吊装验算及模拟SAP 项目中,结合结构计算软件及三安全性大大提升。单片钢结构吊装模拟验算模块结构重心计算整体管廊钢结构吊装验算整体模块钢结构重量验算细部节点设计及碰撞检查计,采纳三维截面构造绘制及二次碰撞检查的方法，从设计角度提高包边设计的合理性，减少由于设计尺寸与现场实际不符导致的构造误差BIM 技术的大型钢结构分片及模块化预拼接、整体吊装工艺应用BIM 技术的深入研究，结合真实直观的安装数据模拟

10、特性，研究以 BIM SAP 施工实体工作环节的运用为例，进行阐述：钢结构分片/整体安装规划SAP厂房围护结构和包边建模三维节点设计和碰撞检查SAP SAP厂房围护结构和包边建模三维节点设计和碰撞检查计算各分片的整体重量/高度/位置信息,从而计算出吊车站位及荷载等吊装分析，为后期的材料到货分析/安装人力规划/材料组对场地划分等施工工艺提供了基础性的数据支持。单片结构模拟吊装示意图主装置第一层框架分片模拟及数据分析主装置第二段框架分片模拟及数据分析第2 段分片吊装模拟及吊车站位第4 段整体吊装模拟及吊车站位卸车及拼接场地规划依据现场场地布置情况和钢结构到货计划,结合三维模型的空间尺寸数据，进行S

11、AP 7*18 米区域,作为主要拼接场地，供四组班组流水作业，在厂房西面布置5*18 米区域供西面结构堆放。518m 场地作为主区域拼接工作时候下道工序的材料堆放区域,AB 轴及干燥间已浇筑部分设置额外两块组装区域,供B 和H 域布置参见如下：单片组装/吊装 4 6 根，依据“井”字在拼装场地布置好，进行构件拼装.20采纳悬梁扣件作为脚手架固定结构,在分片拼装完成后,设计及安装沿柱身布 置的悬挑脚手架，作为连系梁安装等操作平台。为便于摘钩和安装梁,吊装前固 定上爬梯和生命线.,主吊车转杆将其吊装就位。初找正后固定，紧接着吊装相邻的框架，再安装连系梁，使其稳固。临时螺栓固定悬梁脚手架搭设130T

12、 25 吨汽车吊溜尾配合,完全起吊后人工摘25T 固定揽风绳，之后继续进行下一分片的吊装工作。待分片构件成对安装后,依据计划利用液压/曲臂升降车/悬挑脚手架进行连系梁安装工作，使其成稳定结构，过程中保持测量校正工作。框架结构安装和图纸分布，进行人力资源安排，保证分片框架联系梁-次梁等构件安装保持流水施工状态。足大面积次梁等非框架构件的施工需要。整体吊装对于厂房第四段结构，由于高度较高,2 3 排柱排布，依据结构350T 吊车一次吊装就位。地面框架整体拼接350T 主吊50T翻身整体模块一次性吊装就位云网络及信息化技术应用BIM 用共享的团队资源进行工作分配,减少由于信息不对称和沟通闭塞导致的管

13、理问题。核心运用之一，是一项提供用户Web、PC、和手机客户端多平台数据共享的云大的网络存储空间,拥有更强大的数据安全保障,并且提供了数据共享的通道，其架构如下。SAP BIM 要多方编辑,因此需要保证各成员的工作文件全都性，经过研究，项目团队建立式，其具有容量大10T工过程中全体项目组成员资源同步，实时共享的效果,项目团队的管理效率和沟通水平得到了很大的提高。主要技术指标和参数云网络技术为核心，建立完整的钢结构数据库,将安装信息可视化和三维化,及时更新现场安装状态，进行实时反馈和计划调整，具体如下。模型构建，真实反映钢结构材料特性、物理参数、连接模式等具体数据材料跟踪，对材料到场情况、进场时

14、间、堆放区域进行跟踪记录，便于施工安排。模拟和反馈分类统计,显示，达到筛选和跟踪的目的。吊装计算，能对单根和组合构件的重量、体积、长度、表面积、重心等物理性能进行计算和真实的吊装模拟。云网络管理，能将管理组成员的资源进行整合，达到同步更改，实时共享的目的。与国内外同类技术比较BIM（Building Information Modeling， 建筑信息模型）理念，对比国内大部分采纳SAP 装置上的成功运用得到德国巴斯夫公司的高度认可，被成Bahia SAP 双子项目上，处于国内先进的水平。技术成果的经济效益、社会效益SAP 装置钢结构厂房安装为例，（将近一个月）的情况下，于201338日完成（2013310日429元,为顺利实现机械竣工打下了坚定的基础，得到了业主和管理比，来阐述其直接经济效益：除直接经济效益外，采纳模块化钢结构安装工艺,将原有粗放化、效率低的单根工时间及降低人工费用,提升现场施工效率，提高施工安全技术水平，降低直接施工成本费用,从而可大幅提高经济效益，具有广泛的应用前景。管理水平,降低间接费成本,对于管理团队的综合实力和水平将