朱庚华
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摘要：附着式升降脚手架作为一种新型的建筑施工防护用的装备，已广泛运用于高层和超高层建筑中，而BIM技术是建设行业的一项重大革新技术,基于BIM技术的工程项目信息化必将作为提高建筑行业效率和利润的有效途径之一。本论文首次讨论将BIM技术运用至附着式升降脚手中，基于Revit 2016上进行附着式升降脚手架智能设计可得到施工方案、机位布置、三维模型、设备清单，大大的提升高了附着式升降脚手架设计的效率、准确性和标准化。
关键字：附着式升降脚手架、BIM技术、智能设计、效率、准确
0.前言
随着我国经济的高速发展和城市化进程日益加快，城市土地资源越来越稀缺，使得我国的高层和超高层越来越普遍。而高层、超高层施工外防护一直是建筑施工的重点、难点问题，为了解决这一难题，附着式升降脚手架应运而生，并且凭借其安全、经济、便捷、环保、文明施工而受到各方的青睐。
近期新兴起的BIM(Building Information Modeling)技术在我国的建筑行业发展迅速，本文初步探讨如何将此项技术运用至附着式升降脚手架中。
1.附着式升降脚手架和BIM技术简介
1.1.附着式升降脚手架的简介
相对于传统脚手架，如满堂架、悬挑架，附着式升降脚手架一般只需安装4.5倍楼层层高的高度，且其自带升降动力系统，施工防护完一层后，便可通过自带的升降动力系统将产品提升一层，进行下一层的施工防护。
附着式升降脚手架主要由竖向主框架、水平桁架、架体构件、附着支座、提升系统和智能控制系统组成，如下图所示：
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图1附着式升降脚手架正面、侧立面图
竖向主框架由导轨、外立杆和三角支撑组成的空间结构，其是主要的承力结构，将整个架体的自重和使用荷载全部传至附着支座上。
水平桁架布置在最第二层脚手板的底部，其是将整个架体结构连接成一个整体，增加架体的稳定。
附着支座主要起承载、导向、防坠和坠倾的作用。通过螺栓将附着支座固定在建筑结构上，其与竖向主框架中的导轨配合使用，使用和提升工况下，每个导轨不得少于两个附着支座。每个附着支座中都包括防坠和防倾装置，是产品安全运行的核心构件。
架体构架主要由立杆、脚手板、防护网片和密封组件组成，架体构架是附着式升降脚手架的操作平台和主要组成部分。
提升动力系统作为附着式升降脚手架区别于传统脚手架核心构件，可采用电动葫芦或者液压传动系统，目前市场上普遍采用电动葫芦作为提升动力系统，因其便捷且更适应建筑施工现场的环境。
智能控制系统用于控制整个提升过程，当提升过程中出现超载或失载15%时，必须声控提醒，当出现超载或失载30%时，必须停机。智能控制系统的运用大大的提高了附着式升降脚手架机械化和智动化，并为以后的智能化提供了基础。
上述附着式升降脚手架的构配件均在加工厂标准化生产，然后在现场通过螺栓组装成整体，除导轨外，其余构配件的重量不超50kg，减小了对塔吊的要求，有益于项目进度的提高。
1.2 、BIM技术简介
BIM（Building?Information?Modeling）最早起源于美国，国内常见的叫法是：建筑信息模型。建筑信息模型的研究对象是建筑物，它是一种提高管理效率的技术。BIM建筑信息模型是对建筑物实体与功能特性的数字表达形式，它通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。建设项目的各参与方可以通过模型在项目全生命周期中获取各自所需的管理信息并且可以更新、插入、提取、共享项目各项数据，从而实现协同管理，提高项目管理的效率。简单地说，BIM就是工程项目管理中使用的一种信息化管理技术。??
??BIM作为信息化发展的成果，除了具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优点外，其最核心的竞争力在于其强大的信息整合能力。传统的信息交换方式是一种分散的信息传递模式，各个参与方必须与其他所有参与方进行信息交换才能获取自己所需的信息以及将信息传递出去。而在BIM中，各参与方只需将信息数据提交至BIM信息数据库，同时也可以在BIM数据库中获取自己相关的信息，这种信息交换模式简化了信息的传递路径，提高了信息传递效率。
建立以BIM应用为载体的项目管理信息化，通过碰撞检查、减少返工，虚拟施工、有效协同，精确计划、减少浪费，提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。目前运用最多的BIM软件主要包括以下几个Autodesk Revit、Bentley Architecture、ArchiCAD、Tekla、catia、MagiCAD。
2.运用BIM技术进行附着式升降脚手架智能设计
运用BIM技术进行附着式升降脚手架（以下简称：爬架）的智能设计，使爬架的设计更加便捷、高效、准确、直观、标准。运用此方法进行爬架的智能设计，大大的提高了爬架的设计和设备清单的提供效率，同时提前得到爬架实际运用的三维效果图，便于现场施工交底、现场安装指导以及排查与其它分包的干涉问题。本方法是基于Autodesk Revit2016及以上版本的一个插件，在此软件的基础上，通过以下步骤进行爬架的智能设计。
2.1图纸的前期处理
1）、对建筑施工平面图中的相关构配件如剪力墙、梁、板等进行处理，将其统一图层；
2）、对建筑外轮廓线、爬架脚手板内线、爬架脚手板外线、分组处、塔吊附臂、施工电梯和料台等位置进行处理，按不同的图层进行分类；
3）、对建筑结构的标高进行处理。
2.2建筑模型的创建
1）、将处理好的图纸导入至Revit中，然后对标高进行读取；
2）、再次将处理好的图纸导入至Revit中，然后对剪力墙、梁、板进行快速智能建模；
3）、对飘窗、空调板等特殊位置进行手动处理建模。
2.3爬架智能设计
1）、参数设置
（1）、通过读取前期处理好的图纸，将相关参数如外轮廓周长、层高、建筑高度进行识别；
（2）、将工程概况等基本情况、各责任方主体名称输入至相关位置，用于施工方案中；
（3）、相关参数的设置，主要包括相临两机位直线跨度、转角处机位的跨度、架体的高度、脚手板的层数、各脚手板之间的步高；
（4）、材料型号的设置，智能设计过程中，优先使用哪种或哪几种脚手板、网片的规格型号。
2）、爬架智能设计
（1）、导入图纸，可直接将处理好的图纸导入至智能设计界面，也可通过图层的拾取将所需要的信息导入至设计界面；
（2）、架体结构一键式智能设计，智能设计完成后，可对脚手板进行删除、移动、复制、旋转等操作，针对局部未生成脚手板的部位，可以手动添加任意规格的脚手板；
（3）、机位一键式智能设计，智能设计机位后，可对机位进行手动移动、增减、重新编号、吊点方向的改变等操作；
（4）、将楼梯、塔吊附臂、施工电梯、物料平台等特殊位置的脚手板进行新建或调整。
2.4爬架模型的创建
1）、参数设置，可设置每一层脚手板的类型、连接板层数及其所在层、翻板层数及其所在层；
2）、生成爬架三维模型，可设置从第几层开始生成爬架模型，也可选择需要生成构配件的类型。
2.5相关输出的查看
1）、生成运用于建筑结构的爬架的三维模型，并可查看各构配件的安装方式，便于指导现场的安装；
2）、快速生成爬架平面布置图并导出DWG格式，以便用于现场安装指导；
3）、快速生成爬架侧立面图导出DWG格式，以便用于现场安装指导；
4）、根据不同的安装阶段，显示安装后的三维效果图，以便用于现场安装指导；
5）、快速得到满足现场要求的设备清单并导出Excel格式；
6）、快速得到满足要求的施工方案和计算书.
3.BIM技术运用实际
本节运用BIM技术对青岛万达游艇产业园住宅项目一期1、4号楼附着式升降脚手架进行智能设计。按照上述步骤，可得到相关的输出如下。
1）、可将平面图导成CAD格式，如图2所示：
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图2
2）、自动输出侧立面图，如下图3所示：
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图3
3）、可得到附着式升降脚手架安装后的外观效果图，如图4所示：
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图4
3）、输出三维安装步骤，此简介只选了其中的三个显示安装过程如下：
（1）第一步脚手板安装后的效果图，如图5所示：
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图5
（2）显示安装好三步脚手板和导轨后的三维效果如图6所示：
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图6
（3）安装好5步脚手板后的三维效果如图7所示：
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图7
4）、输出本项目各配件需求计划表，并导出Excel格式。
5）、输出本项目计算书，将相关参数设置好后，可一键生成与本项目的相关的计算书。
4.结论
运用BIM技术智能设计有以下优点：
1）、具有快捷高效，对比于全人工设计附着式升降脚手架施工方案和设备计划表，采用BIM技术智能设计可节省约60%的时间，大大的提高了效率；
2）、具有标准，准确等突出特点，全部程序化智能设计，严格按照设定的参数进行机位的布置，将所有的方案标准化；
3）、与总包的BIM建筑模型融合，提前发现与建筑结构或其它分包设备的干涉问题，在设计阶段便将问题避免；
4）、可通过BIM技术生成三维模型进行技术交底，更简洁明了、易懂。
5．结语
本论文将BIM技术运用至附着式升降脚手架中，目前只涉及到智能设计这一初步阶段，后期可进一步优化智能设计的各项功能，例如将各机位立面图更加详细，同时将各机位的受力情况直接反应出来，还可结合物资管理，将库存的设备优先使用。
参考文献
[1]《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ 202-2010[S].中国建筑工业出版社.2010.
[2]《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》JG/T 546-2019[S]，2019中国标准出版社.2010.
[3] BIM的历史：理论和词[EB/OL].(2017-11-06)[2018-01-22].http://
www.cbi360.net/zhb/20171106_262.html.
[4]李鑫.Revit 2016完全自学教程[M].人民邮电出版社，2016.