基于BIM的鐵塔加固支架施工方法

近日，中建三局深圳平安金融中心機電總承包項目BIM團隊順利完成5層地下室及100層標(biāo)準(zhǔn)層BIM模型綜合工作，并對設(shè)備層和機房關(guān)鍵點位等進行深化設(shè)計綜合排布，滿足設(shè)計要求，達到指導(dǎo)現(xiàn)場施工的目的。

隨著中國城市進程的不斷加快，超高層建筑接踵出現(xiàn)。由中國平安人壽保險股份有限公司投資近建設(shè)的平安金融中心北塔樓工程總建筑面積約46萬平方米，高660米。其中機電總承包工程包括通風(fēng)空調(diào)、強電及變配電、柴油發(fā)電、給排水、消防、樓宇自控、停車管理、會議影音、制冷站及控制、泛光照明、燃氣工程、健康監(jiān)測工程等20多個機電專業(yè)系統(tǒng)，是國內(nèi)真正意義上的第一個大型機電總承包工程。機電安裝作為建筑的中樞神經(jīng)，如何實現(xiàn)建筑的智慧化、人性化，是各家建筑企業(yè)孜孜不倦的研究課題，在這方面，中建三局深圳平安金融中心機電總承包項目針對高層機電安裝區(qū)域高、遠離地面、施工空間狹窄等特點，采用基于BIM的數(shù)字化建造模式，用科技、創(chuàng)新助力施工建筑，走在中國建筑行業(yè)數(shù)字化建造的前沿，探索出一條國內(nèi)超高層機電總承包管理新路，開啟了國內(nèi)超高層機電總承包“平安”模式。    

數(shù)字化建造通過BIM技術(shù)的適當(dāng)介入，在可控制的范圍內(nèi)使傳統(tǒng)施工方法通過參數(shù)化輔助建造的模式獲得新生。項目部利用3D模型檢測碰撞，為施工提供最優(yōu)化管線綜合設(shè)計；4D進度模擬，模擬施工進度，指導(dǎo)項目計劃管理的順利實現(xiàn)；BIM結(jié)合預(yù)制加工，有效地避免了場地狹窄等局限性，完成了風(fēng)管傳統(tǒng)加工模式到工廠預(yù)制化模式的華麗轉(zhuǎn)型；虛擬仿真，將施工方案進行預(yù)演，方案實施過程一目了然；全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)是未來智慧型城市的雛形，數(shù)字化建造也將成為未來建筑業(yè)發(fā)展的方向。    

技術(shù)領(lǐng)先——BIM引擎發(fā)力    

將BIM技術(shù)應(yīng)用于技術(shù)管理、成本管理和深化設(shè)計，可以有效降低企業(yè)成本、控制風(fēng)險、減少返工、優(yōu)化方案，使其成為項目總承包管理的引擎。    項目部與計算機公司聯(lián)合，搭建了BIM私有云平臺，滿足項目模型及圖紙深化工作，為項目現(xiàn)場管理、BIM技術(shù)開發(fā)應(yīng)用、信息化集成系統(tǒng)的應(yīng)用，提供信息支撐和資源儲備，有效保證了各項先進技術(shù)在平安機電項目上的應(yīng)用。    

私有云平臺的搭建，一是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集成、統(tǒng)一管理，通過對模型數(shù)據(jù)的存儲和權(quán)限設(shè)置，保證模型數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性；二是充分利用云計算功能，通過云計算技術(shù)解決因為模型信息量大而導(dǎo)致電腦運行緩慢或無法運行的問題，提高了大型模型集成運算能力；三是實現(xiàn)了模型數(shù)據(jù)信息的后臺交互和調(diào)用，服務(wù)器提供了一個大的平臺，將項目相關(guān)信息資料進行整理歸類，方便了數(shù)據(jù)的隨時調(diào)用，提高了工作效率。    

項目部利用BIM建模直觀的特點，將其應(yīng)用到項目進度管理、現(xiàn)場施工等方面，有效的指導(dǎo)項目進度。通過Navisworks與project的輔助，模擬施工進度，并通過與現(xiàn)場進度的比對直觀表現(xiàn)進度偏差，制定相應(yīng)的進度調(diào)整措施，為提高進度管控能力提供保障。同時，通過模型對成本、勞動力、材料物質(zhì)等資源信息的集成，優(yōu)化資源投入計劃。    

工廠預(yù)制化施工---標(biāo)準(zhǔn)、快速、高效    

項目部建立場外加工中心，將BIM模型轉(zhuǎn)換成裝配圖，將風(fēng)管劃分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)并提供下料單，場外加工中心根據(jù)下料單將風(fēng)管鐵皮加工成L型半成品后，通過專用吊籠打包運輸至施工現(xiàn)場，通過塔吊結(jié)合卸料平臺運輸至各作業(yè)樓層，進行流水化拼裝作業(yè)。按支架、風(fēng)管施工工藝流程，完成支架下料切割、牢固施焊、規(guī)范開孔和防銹防腐工作，風(fēng)管拼裝、加固、清潔、運輸、吊裝、固定工作，固化流水作業(yè)施工，形成半自動工程化拼裝流水線。工廠化預(yù)制的優(yōu)勢明顯，一是不受條件的限制，可將預(yù)制好的管段及組合件運至現(xiàn)場進行安裝；二是可縮短施工周期，加快施工進度；三是可減少高空作業(yè)和高空作業(yè)輔助設(shè)施的架設(shè)，保證施工質(zhì)量和安全。    

超高層虛擬仿真施工技術(shù)---樣板引路    

項目部應(yīng)用超高層虛擬仿真施工技術(shù),采用3dsmax技術(shù)，完成虛擬建造并在施工現(xiàn)場指導(dǎo)施工，發(fā)揮樣板引路的作用。通過虛擬仿真演示，讓業(yè)主，施工隊更直觀看到方案實施過程，能直觀的展現(xiàn)方案，論證其可實施性，并指導(dǎo)現(xiàn)場的施工?，F(xiàn)已完成“地下室2層柴油發(fā)電機組運輸路徑、塔樓板式換熱機組吊裝、壓型鋼板上支吊架預(yù)埋”三個施工方案的演示，充分展示出其在現(xiàn)場指導(dǎo)施工方面的優(yōu)勢。    

BIM三維模型結(jié)合測量機器人---精確指導(dǎo)施工    

項目部對BIM技術(shù)的開發(fā)、探索和應(yīng)用，使得現(xiàn)場數(shù)字化模擬指導(dǎo)成為了可能，開發(fā)和應(yīng)用基于BIM平臺的測量機器人機電管線安裝施工技術(shù)，優(yōu)質(zhì)高效施工，極大地提升了施工的精確性。    

首先，通過測量機器人采集現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)信息，將現(xiàn)場情況以三維數(shù)據(jù)的形式反饋到BIM模型中，優(yōu)化施工設(shè)計，減少施工錯誤；其次，利用機電專業(yè)的BIM模型中的三維數(shù)據(jù)信息進行現(xiàn)場機電管線和設(shè)備安裝精確高效的定位放樣優(yōu)化施工流程，同時保證優(yōu)良的施工質(zhì)量。第三，利用測量機器人采集施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過實測數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)的對比，可以實現(xiàn)輔助施工驗收，確保施工成果的質(zhì)量水平達到設(shè)計要求。    

BIM技術(shù)與機器人全站儀的結(jié)合可以拓展BIM技術(shù)在施工行業(yè)上的應(yīng)用，在技術(shù)上保持行業(yè)的先進性，并顯著提高工作效率，預(yù)計節(jié)約人工成本約30%。就平安項目塔樓現(xiàn)場放樣過程中為例，完成一個標(biāo)準(zhǔn)層主要風(fēng)管放樣及支吊架固定過程，傳統(tǒng)方法需要3名工人工作7個工作日。在全站儀的配合下完成等量的工作，只需要兩名工人工作3個工作日即可完成，每一個標(biāo)準(zhǔn)層節(jié)省了15個標(biāo)準(zhǔn)工作日。    

全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)搭建---未來城市發(fā)展方向    

大數(shù)據(jù)時代的到來，對智慧型城市的美好憧憬鼓舞著項目BIM工程師投身其中。    

應(yīng)用二維碼管理物資調(diào)配。項目部開發(fā)物資二維碼管理系統(tǒng)，從物資生產(chǎn)、運輸、入庫、出庫及安裝全過程信息進行可追溯性管理；采用裝配式貨架，對重要、零散材料進行分類管理，標(biāo)示清楚，方便出入口管理；結(jié)合二維碼物流配送和調(diào)撥管理，通過移動終端設(shè)備PDA對條碼的掃描，從而實現(xiàn)提高施工階段材料進出庫、分類、限額領(lǐng)料等的管理效率，清楚知道該物資在入庫、出庫、盤點的信息。    

打造全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)?；谝验_發(fā)的二維碼物資管理系統(tǒng)，對物業(yè)管控的關(guān)鍵點如設(shè)備、閥門、電箱等進行二維碼編制，并與BIM模型相結(jié)合，錄入物業(yè)運維需要查詢的相關(guān)信息，建立數(shù)據(jù)庫，以方便后期物業(yè)的運維管理：第一階段，實現(xiàn)對物資常規(guī)出入庫、報表管理，鏈接集采平臺、集成系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享；第二階段，建立以BIM模型為基礎(chǔ)，集成虛擬建造技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)、高端輔助工程設(shè)備的數(shù)字化精益建造平臺；第三階段，建立系統(tǒng)運維全生命周期管理，為今后項目的調(diào)試、運維服務(wù)提供良好的保障，同時為打造項目“數(shù)字化建設(shè)和信息化管理”業(yè)務(wù)擴展提供良好的支撐平臺。   

截至目前，項目部獲得全國“創(chuàng)新杯”BIM大賽二等獎，榮獲7項國家實用新型專利授權(quán)；“基于BIM平臺測量機器人在機電管線安裝工程中的應(yīng)用研究”技術(shù)經(jīng)專家評審，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。    

建筑在面對建造的概念時由原來的單一性和簡單性逐漸發(fā)展為復(fù)合性與復(fù)雜性，數(shù)字化建造作為一種設(shè)計與建造方法，是實現(xiàn)傳統(tǒng)建構(gòu)思想走向未來的手段，推動著建筑范式的革命性變化。BIM技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)字化建造的重要手段，可以實現(xiàn)瞬間可調(diào)整性、多系統(tǒng)同步工作特性，讓未來建筑建造站在更高平臺。

編者按：

針對同一個問題，不同的人總會有不同的意見或看法。關(guān)于BJ40前保險杠支架的加固，族友“yamaha2008”有自己的看法，且聽他慢慢分解。

前兩天在群里討論BJ40的前保險杠支架加固，飛狐反方，我正方，討論的非常混論，對不起我用了混亂一詞，他既不跟你談經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，也不跟你談理論和結(jié)果，他只跟你談想象，談不過就咬你的字眼，過了幾天有人告訴我，飛狐在論壇開了個帖子。

我本想一笑而過，可眾人還是要我開個帖子，具體說明，好吧，這個世界最可怕的事就是，當(dāng)你滿手機油的干活的時候，有一個白凈的胖子抱著鍵盤跑過來告訴你，車不是這樣修的，因為這樣也許會導(dǎo)致那樣的可能，讓不知道叫什么的那個，沒準(zhǔn)會變形成我覺得網(wǎng)上說的那種情況或者也沒準(zhǔn)那樣的可能。恩，我覺得我敗了，因為你不可能打敗一個想象力豐富的鍵盤高手，我身上的機油味讓我自卑，車神應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)上成長和壯大。

此圖為原車的前保險杠支架。

從上圖能看到，我們的前杠支架非常軟弱，軟弱到已經(jīng)和強大的大梁不成比例，競技杠是我們改裝比較多的項目，那任何撞擊都將毫無緩沖的傳遞到前杠支架，大家可以看看自己的車，前杠支架位置在緩沖區(qū)的前部，但是此支架為橫向固定，這本身就與緩沖區(qū)毫無關(guān)系，無論你的支架多強硬都不會影響緩沖區(qū)的縱向潰縮。這是其所有后續(xù)的前提。并不嚴重的碰撞，絞盤的強大拉力都有可能導(dǎo)致支架變形，請看下圖。

此撞擊前杠支架變形嚴重，車身大梁無任何損傷，四輪定位正常。

其實變形后最可怕的是修復(fù)，這相當(dāng)麻煩，8條螺絲的定位與水平如果全部恢復(fù)到原廠數(shù)據(jù)，將會很困難，所以我的建議是，如果你要安裝競技前杠，那最好在這之前，將前杠支架加固，那如何加固呢？

我選則了最簡單粗暴的方式，順便說一句，這種方式最早先是運良在競技杠的附件中就使用了，一款MR的圓管競技杠，里面有個附件就是這個東西，只不過，厚度3毫米，直接螺絲安裝即可，但這樣仍然讓車友的支架一次次變形，所以我嘗試加厚它，最終固定在7-8毫米，為什么？因為這個厚度，在潰縮區(qū)潰縮之前，支架已經(jīng)變形，能夠起到一定的緩沖作用，并且，加固后的變形，非常整齊，比較容易恢復(fù)，這點我個人覺得很重要，那么下圖就是一輛加固了支架的40在撞擊后的效果

此車拉回我廠維修時檢查結(jié)論如下：支架向后輕微變形，緩沖效果正常，并且修復(fù)難度不大，四輪定位正常，車身大梁無任何變形，此次撞擊在兩只氣囊完全爆出的情況下，水箱，冷凝器完好，甚至兩側(cè)葉子板，機蓋，前中網(wǎng)，連一處劃傷都沒有，這很大程度上歸功于前杠沒有向后位移，完整的保護了車身。

下圖為加固過程。

下面我再來反駁以下飛狐的其他觀點：

飛狐認為潰縮區(qū)的作用是，當(dāng)遇到碰撞時，潰縮區(qū)向后潰縮保護車身大梁不受傷，修復(fù)時切斷再從新焊接新的潰縮區(qū)即可。

我認為這很荒謬，我的觀點如下：潰縮區(qū)是當(dāng)發(fā)生碰撞時，潰縮區(qū)迅速向后潰縮，盡量保證A柱向后的部分少變形，從而保證車內(nèi)人員的安全以及順利打開車門保證逃離順利，而修復(fù),,,,,,,根本就沒得修復(fù)，修復(fù)個鬼啊，，潰縮區(qū)都潰縮成這樣了，后半部分怎么可能不變形？只是大部分被潰縮區(qū)吸能而已，保證后部分少變形，但絕不可能不變形，大梁如果已經(jīng)變形，還切除修復(fù)，那四輪定位數(shù)據(jù)怎么可能正確？到了這種情況，保險公司，定損超過百分之60，已經(jīng)整車索賠了，所以，潰縮區(qū)的作用是以保護人為目的，不是保護大梁，并且嚴格意義上講，不可修復(fù)，專收事故車殘值的販子另說啊。

那加固支架有沒有弊端呢？我也說過，任何改裝都有利弊，加固支架的弊端就是，在碰撞時會使?jié)⒖s區(qū)的潰縮時間提前，另外就是，前競技杠會向前延伸7-8毫米，這有損接近角 大約 2度，，，，我盡量嚴謹?shù)恼f話，

那既然還是有弊端，那為什么還要加固支架呢？會不會向飛狐所說，不知道怎么就傷害了潰縮區(qū)呢？

答案非常的有意思。根本就不會傷害潰縮區(qū)，，因為根本就沒有潰縮區(qū)，沒有……沒有……

請大家仔細看看自己的車，只有第一批上市BJ40-2.4發(fā)動機的BJ40有所謂的潰縮區(qū)，16年4月以后上市的車，根本沒有這個所謂的潰縮區(qū)，不論兩門的四門的，薩博發(fā)動機的BJ40，全部取消了車身大梁潰縮區(qū)，照片在最下，大家看看自己的車就明白了，，那么最后的問題是，北汽為什么取消潰縮區(qū)呢？我不是廠家的人，沒有答案，但我想起，某記者問奔馳G車系設(shè)計師的一個問題，

記者：

請問你把車設(shè)計的這么堅固，潰縮區(qū)在什么位置呢？

設(shè)計師：

在對方身上。

薩博發(fā)動機的BJ40完全取消了潰縮區(qū)，那么我們在討論一個根本不存在的東西，是不是很混亂呢？

所以，你可以不懂車，也可以不了解車身結(jié)構(gòu)，也可以對車身功能一知半解，沒有實際經(jīng)驗也不重要，讓套裝工具都去見鬼，，只要你有豐富的想象力和一套雙飛燕鼠標(biāo)鍵盤，你就可以在網(wǎng)絡(luò)上成為一代車神！

編輯 | 蔚星星