摘要:按照《中国民航四型机场建设行动纲要(2020-2035年)》(民航发〔2020〕1号)文件关于建设“四型”机场的目标要求,机场建设全面实现数字化建造,尤其在深化设计阶段,需要借助BIM技术进行智能建造。
关键词:BIM;场道工程;深化设计
在某机场场道工程设计深化阶段,需要借助BIM技术进行审计深化和优化,首先分专业对施工图设计模型进行深化设计,其次将各专业模型整合并对其进行碰撞检测。根据检测后的结果,对模型中存在的问题进行修改,修改完成后的模型由业主、BIM顾问、监理等各参与方进行审核,若未通过审核,则仍需继续修改。结合深化设计阶段的模型精度以及构件信息,这一阶段所进行的工作为场地布置模型建立、依据模型编制资源配置计划、进度计划、施工方案模拟、工程量输出、深化设计出图。
1、碰撞检查
通过碰撞检查,汇总整理不合理碰撞点,生成碰撞报告,在施工前预先解决问题,减少返工与施工浪费。特别是对于机电管线众多的区域,对于各个区域的空间要求精准,通过在各专业建模过程中通过实时协调,对关键节点以及设计不合理之处进行优化调整。具体步骤如下:
(1)模型整合:在进行各专业之间或者同专业之间不同施工段模型碰撞检查前,通过项目中心文件的方式在建模过程中即完成了各专业模型的整合,各专业各分段模型建立完毕后,通过文件同步即可自动将分模型整合在一起,对于没有创建中心文件时进行模型整合,降低了项目原点、轴网、标高进行统一的出错率。
(2)模型审核:模型进行碰撞检查前需要针对模型进行审核,审核流程如下:
①模型是否完整;
②模型是否针对所有图纸问题梳理问题进行了模型维护、修正;
③模型导入Navigator软件后是否完整,无构件缺失。
(3)设置碰撞规则:利用相应软件进行全专业碰撞检查时,为了对碰撞结果进行轻量化汇总,使碰撞结果更加准确,在设置碰撞规则时,要进行以下两点设置:
①在设置碰撞规则时勾选“复合对象碰撞”;
②在设置碰撞规则时勾选“硬碰撞(保守)”。
(4)运行碰撞检查:在相应软件平台进行碰撞检查,点击添加测试,并对项目碰撞测试进行命名,在选择中分别选择要碰撞的类型(可对不同单个专业之间进行碰撞检测),完成碰撞,可以通过模型检查碰撞的情况,并导出碰撞点截图与html格式的碰撞报告。
(5)生成碰撞报告:进行碰撞检查后,软件将自动生成碰撞报告,实际上软件自动生成的碰撞报告,并不能满足BIM应用碰撞检查的实际需要,此时BIM工程师根据生成的碰撞报告,对碰撞结果进行筛选、添加相关信息,优化建议,Revit模型截图等形成碰撞检查汇总报告表。
2、管线综合
管线综合目的就是将不同类型、规格、功能的设备、管道、风管及桥架等组合起来,进行合理的空间布局,在满足各项功能需求以及需求的前提下,压缩管线综合占用的总体空间大小,从而为建筑物赢得较大的活动空间。管线综合排布是机电安装工程中不可缺少的一部分,在整个机电安装过程中有着十分重要的意义。由于管线综合涉及多个专业,不提前进行管线综合排布,在施工中会发现好多管线之间的交叉协调问题以及各专业的施工顺序、工序衔接和施工工作面等问题。管线综合以碰撞检查报告为参考依据进行优化,并结合发包方/咨询顾问下发的反馈意见。管线综合完成后,需要对模型进行维护,模型维护需要注意以下问题:
①确认发生涉及变更时,BIM工程师要依据变更内容进行模型变更与维护,同时要留存变更前模型,待业业主方进行变更审核时提供变更前后模型变更对比;
②模型维护时随时进行模型维护记录、生成模型维护报告。
3、施工交底
三维可视化技术交底简单易懂,技术人员可以以文字和动画相结合的方式向施工人员进行技术交底。
利用这种方式,减少返工现象,使得工程的施工能够流畅进行,从而完全满足技术交底的所有要求。以钢筋混凝土箱涵为例,具体流程如下所示:
(1)建立钢筋混凝土箱涵的结构模型并统计工程量。
本标段钢筋混凝土箱涵结构模型采用Bentley系列的OpenRoadsDesigner以及ProStructures软件进行创建。钢筋混凝土箱涵由底板、侧墙、中墙和顶板三部分组成,首先选择廊道这一构件类型,利用软件中的放样、拉伸命令等基本绘图功能可以实现钢筋混凝土箱涵的绘制,模型绘制完成之后进行材质选择并导出混凝土用量明细表。利用ProStructure软件对模型进行钢筋的布置,导出钢筋用量明细表。
(2)进行钢筋混凝土箱涵施工方案模拟并进行技术交底。
钢筋混凝土箱涵工程的技术交底涉及很多部分,这里基于BIM技术以钢筋的搭接方式为例向施工人员进行技术交底,涉及的其他技术交底都可以模仿钢筋的技术交底方式。首先把钢筋混凝土箱涵的结构模型导入Navigator中,把混凝土的部分隐藏掉,只显示钢筋部分,根据钢筋的搭接方案对钢筋创建工作集,并通过animator功能创建合适的动画,然后在timeliner中输入钢筋的搭接方案,把工作集及动画附加到合适的位置模式为构造,就可以实现钢筋混凝土箱涵钢筋搭接过程的虚拟建造,最后导出avi格式的仿真模拟动画。当管理人员向施工人员进行技术交底时,通过动画和文字相结合的方式更加直观易懂。
4、场地布置
为保证严格按照施工组织计划施工,利用BIM技术的三维可视化、施工模拟等功能,将办公生活区、水泥混凝土拌合站、稳定土拌合站等临时设施、临时道路,机械设备,放置于现场环境模型中进行施工模拟,有助于管理人员全面分析施工环境,对现场布置方案合理性作出快速评估,为项目平面布置决策提供科学的技术支持,有效减少由于布置不合理情况的发生,从而加快施工进度。具体流程如下:
(1)利用设计地势图和原地形曲面模型,导入软件中,建立场地地形模型;
(2)进行场地布置,首先把场外交通引入现场,其次确定临建建筑的位置,确定办公室生活区、拌合站、料场、碎石加工厂、材料仓库及堆场位置。场地布置原则如下:
a.满足施工进度、方法、工艺流程及施工组织需求,平面布置合理、紧凑,尽可能减少施工用地。
b.合理组织运输,保证场内道路畅通,各种材料能按计划分批进场,避免二次搬运。
c.因地制宜划分施工区域和临时占用场地,且应满足施工流程要求,减少各工种之间的干扰。
d.在保证施工顺利进行的条件下,降低工程成本,可减少临时设施搭设,尽可能利用施工现场附近的原有建筑作为施工临时设施。
e.施工现场临时设施的布置应方便生产和生活,办公用房靠近施工现场,福利设施应在生活区范围之内。
f.施工平面布置应符合主管部门相关规定及建设单位安全保卫、消防、环境保护的要求。
(3)确定场内运输道路。根据施工进度安排,对各施工阶段所需要的机械设备,基层摊铺机、挖掘机、推土机、单钢轮振动压路机等机械设备进行建模。利用软件对施工模型中的场地布置情况进行检测,用动画模拟车辆在场内道路中来回行走,以防大型车辆因为场内运输道路狭窄不能进入工地内,或者辆车交汇时不能顺利通过。
(4)依据3D施工模型导出二维场地布置图及行车策划路线,上传至平台供各参与方查看并审阅。
参考文献:
[1]李兵,方玉妹,汪深.BIM技术在室外管综设计中的应用研究[J].给水排水,2019,55(11):119-123.
[2]刘孟雯,王正清,李水生.基于BIM的复杂异形建筑深化设计应用[J].建筑经济,2019,40(02):56-59.
[3]王淑嫱,彭赛青,卢仲兴.基于BIM的PC构件设计与生产信息集成及应用研究[J].建筑经济,2020,41(05):109-114.