中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
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建筑鋼結構分會(huì )主辦
4月16日，位于武漢中央商務(wù)區的地標建筑武漢中心大廈封頂，其438米的高度，超過(guò)同在武漢的民生銀行大廈，刷新了“華中第一高樓”紀錄。武漢中心大廈由4層裙樓、88層塔樓組成，建筑面積35.6萬(wàn)m2，建筑高度438m，鋼結構總量4.3萬(wàn)t，中建鋼構有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中建鋼構”）承建了武漢中心項目鋼結構工程。
鋼結構施工難度大
武漢中心塔樓為巨柱框架-核心筒-伸臂桁架體系，該體系由三部分組成：部分樓層內置型鋼或鋼板的鋼筋混凝土核心筒、鋼管混凝土柱和鋼梁形成的框架（設置五道加強環(huán)帶桁架）、連接巨柱和核心筒的三道伸臂桁架。鋼結構構造復雜，對施工精度要求高，同時(shí)也帶來(lái)許多施工難題。
一是專(zhuān)業(yè)交叉極多、協(xié)調難度大。鋼構、土建、機電、幕墻等專(zhuān)業(yè)交叉作業(yè)，而鋼結構施工處于施工流水的端頭，及時(shí)配合其他專(zhuān)業(yè)提供作業(yè)面是工程各方協(xié)同工作的重要前提。二是鋼結構材料需求多樣。項目總用鋼量4.3萬(wàn)t，所需板材厚度在10~100mm之間分布數十種，這對材料采購、庫存管理、工藝排版、余料管理等來(lái)說(shuō)是嚴峻考驗。三是鋼構件節點(diǎn)復雜。部分鋼構件節點(diǎn)設計復雜，制作工藝難以滿(mǎn)足，精度要求高。四是進(jìn)度控制風(fēng)險因素大。鋼結構施工在設計圖紙、深化設計、制作加工，現場(chǎng)安裝等各環(huán)節所需時(shí)間均要把控，任一環(huán)節出現延誤都將直接導致現場(chǎng)施工停滯，帶來(lái)不可估量的損失。
BIM技術(shù)立戰功
為布局鋼結構行業(yè)信息化戰略，并逐步使鋼結構項目管理走向精細化道路，中建鋼構實(shí)施信息化戰略，依托武漢中心項目大力試行BIM管理，開(kāi)發(fā)出貫穿深化設計、材料采購、制作加工、現場(chǎng)安裝的建筑項目全生命周期協(xié)作管理平臺，以完整詳實(shí)的信息模型為基礎，為各專(zhuān)業(yè)配合提供串聯(lián)協(xié)同。不同崗位的技術(shù)人員都可以在模型中獲取所需信息，在指導自身工作的同時(shí)又可以將工作的相應成果更新到模型中，從而達到管理升級、降本增效的目的。
武漢中心項目鋼結構施工BIM應用管理由中建鋼構總部、區域公司、制造廠(chǎng)和項目部三級縱深機構共同建設，應用TeklaStructure（深化設計）、AutoCAD（深化設計、現場(chǎng)協(xié)調）、物聯(lián)網(wǎng)系統（材料管理）、SinoCAM（制造工藝）、鋼結構BIM平臺（構件制造、安裝）、Autodesk3dsMAX（施工模擬）等軟件，并配備了電腦客戶(hù)端、掃描槍終端、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò )等硬件設施。
武漢中心項目依托鋼結構深化設計模型生成的BIM模型，實(shí)現過(guò)程可視化管理和信息共享，主要應用點(diǎn)包括模型自動(dòng)化處理、鋼構數字化建造、資源集約化管理、工程可視化管理、施工過(guò)程信息智能管理等。在具體實(shí)施應用中，可有效解決傳統施工模式中遇到的難題。
專(zhuān)業(yè)交叉問(wèn)題。使用TeklaStructure軟件對深化設計模型進(jìn)行碰撞校核，檢測結構節點(diǎn)碰撞、預留管洞碰撞等信息。在檢測出碰撞后，經(jīng)過(guò)與結構設計溝通和二次優(yōu)化，加以合理調整。
該應用使得原本復雜的二維圖紙不能體現的問(wèn)題直觀(guān)地以三維圖像顯示出來(lái)，便于各方協(xié)調處理，克服了信息交流障礙，避免返工，提高了施工效率。同時(shí)，為各方提供了良好的作業(yè)面。
材料管理問(wèn)題。鋼結構BIM平臺，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)，實(shí)時(shí)更新項目材料精確位置，優(yōu)化排版取料順序，可直接降低30%以上的找料工作量。
工藝排版是合理利用材料、提高生產(chǎn)效率必不可少的環(huán)節，鋼結構BIM平臺可自動(dòng)完成截面拆分，直接用于排版軟件套料。在提高材料周轉率的同時(shí)，實(shí)現自動(dòng)化混合排料，使常規板材材料損耗控制在4%左右。
復雜鋼節點(diǎn)問(wèn)題。武漢中心項目存在多處復雜鋼節點(diǎn)，利用傳統的二維圖紙很難全面考慮其潛在問(wèn)題。應用BIM模型后，參與各方均可在模型中直觀(guān)地獲取相應信息，并協(xié)調更新模型。如，項目和深化人員在BIM模型中發(fā)現，伸臂桁架節點(diǎn)處牛腿眾多、焊接空間有限，若采用設計給出的全焊接形式，工藝難度極大且焊接質(zhì)量難以保證，經(jīng)與設計院溝通，將該節點(diǎn)優(yōu)化為鍛鋼節點(diǎn)，不僅降低了工藝難度，而且使得質(zhì)量易于把控。
進(jìn)度風(fēng)險控制問(wèn)題。鋼結構BIM平臺可以跟蹤構件加工、運輸、安裝情況，通過(guò)工序拆分、編碼，配合掃描槍進(jìn)行數據信息采集，實(shí)現施工全生命周期的工序管理。 通過(guò)施工全過(guò)程可視化應用，將各階段（深化設計、材料采購、加工制作、構件安裝）信息同步到BIM管理平臺，可實(shí)時(shí)掌握項目各階段的狀態(tài)信息。如使用掃描槍采集相應工序構件信息，自動(dòng)反饋至BIM模型中，并以預先賦予的不同顏色反映。
在BIM管理平臺中，各階段參與方實(shí)現了數據共享，避免了紙質(zhì)、會(huì )議等傳統協(xié)調方式中交流不暢通、繁瑣、效率低下等問(wèn)題，使得管理人員有宏觀(guān)把控的媒介，進(jìn)而提升項目管理水平。
（作者：周洋洋張偉，更多內容請查閱《施工技術(shù)資訊》2015年第3期）
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