基于BIM的鐵塔加固支架施工方法專利摘要

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層標準層BIM模型綜合工作，并對設備層和機房關鍵點位等進行深化設計綜合排布，滿足設計要求，達到指導現(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空調、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，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，探索出一條國內超高層機電總承包管理新路，開啟了國內超高層機電總承包“平安”模式。    

數(shù)字化建造通過BIM技術的適當介入，在可控制的范圍內使傳統(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)化管線綜合設計；4D進度模擬，模擬施工進度，指導項目計劃管理的順利實現(xiàn)；BIM結合預制加工，有效地避免了場地狹窄等局限性，完成了風管傳統(tǒng)加工模式到工廠預制化模式的華麗轉型；虛擬仿真，將施工方案進行預演，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。    

技術領先——BIM引擎發(fā)力    

將BIM技術應用于技術管理、成本管理和深化設計，可以有效降低企業(yè)成本、控制風險、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技術開發(fā)應用、信息化集成系統(tǒng)的應用，提供信息支撐和資源儲備，有效保證了各項先進技術在平安機電項目上的應用。    

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)的存儲和權限設置，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，通過云計算技術解決因為模型信息量大而導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用，服務器提供了一個大的平臺，將項目相關信息資料進行整理歸類，方便了數(shù)據(jù)的隨時調用，提高了工作效率。    

項目部利用BIM建模直觀的特點，將其應用到項目進度管理、現(xiàn)場施工等方面，有效的指導項目進度。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，制定相應的進度調整措施，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、材料物質等資源信息的集成，優(yōu)化資源投入計劃。    

工廠預制化施工---標準、快速、高效    

項目部建立場外加工中心，將BIM模型轉換成裝配圖，將風管劃分為標準節(jié)并提供下料單，場外加工中心根據(jù)下料單將風管鐵皮加工成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。工廠化預制的優(yōu)勢明顯，一是不受條件的限制，可將預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)輔助設施的架設，保證施工質量和安全。    

超高層虛擬仿真施工技術---樣板引路    

項目部應用超高層虛擬仿真施工技術,采用3dsmax技術，完成虛擬建造并在施工現(xiàn)場指導施工，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埋”三個施工方案的演示，充分展示出其在現(xiàn)場指導施工方面的優(yōu)勢。    

BIM三維模型結合測量機器人---精確指導施工    

項目部對BIM技術的開發(fā)、探索和應用，使得現(xiàn)場數(shù)字化模擬指導成為了可能，開發(fā)和應用基于BIM平臺的測量機器人機電管線安裝施工技術，優(yōu)質高效施工，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)場建筑結構信息，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，確保施工成果的質量水平達到設計要求。    

BIM技術與機器人全站儀的結合可以拓展BIM技術在施工行業(yè)上的應用，在技術上保持行業(yè)的先進性，并顯著提高工作效率，預計節(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，完成一個標準層主要風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，每一個標準層節(jié)省了15個標準工作日。    

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。    

應用二維碼管理物資調配。項目部開發(fā)物資二維碼管理系統(tǒng)，從物資生產、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，標示清楚，方便出入口管理；結合二維碼物流配送和調撥管理，通過移動終端設備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)。基于已開發(fā)的二維碼物資管理系統(tǒng)，對物業(yè)管控的關鍵點如設備、閥門、電箱等進行二維碼編制，并與BIM模型相結合，錄入物業(yè)運維需要查詢的相關信息，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，集成虛擬建造技術、物聯(lián)網技術、云服務技術、高端輔助工程設備的數(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，為今后項目的調試、運維服務提供良好的保障，同時為打造項目“數(shù)字化建設和信息化管理”業(yè)務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；“基于BIM平臺測量機器人在機電管線安裝工程中的應用研究”技術經專家評審，達到國內領先水平。    

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)展為復合性與復雜性，數(shù)字化建造作為一種設計與建造方法，是實現(xiàn)傳統(tǒng)建構思想走向未來的手段，推動著建筑范式的革命性變化。BIM技術是實現(xiàn)數(shù)字化建造的重要手段，可以實現(xiàn)瞬間可調整性、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?；煺摚瑢Σ黄鹞矣昧嘶靵y一詞，他既不跟你談經驗和數(shù)據(jù)，也不跟你談理論和結果，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，因為這樣也許會導致那樣的可能，讓不知道叫什么的那個，沒準會變形成我覺得網上說的那種情況或者也沒準那樣的可能。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，車神應該在網絡上成長和壯大。

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，這相當麻煩，8條螺絲的定位與水平如果全部恢復到原廠數(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，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論如下：支架向后輕微變形，緩沖效果正常，并且修復難度不大，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，甚至兩側葉子板，機蓋，前中網，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，當遇到碰撞時，潰縮區(qū)向后潰縮保護車身大梁不受傷，修復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，從而保證車內人員的安全以及順利打開車門保證逃離順利，而修復,,,,,,,根本就沒得修復，修復個鬼啊，，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，大梁如果已經變形，還切除修復，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，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車系設計師的一個問題，

記者：

請問你把車設計的這么堅固，潰縮區(qū)在什么位置呢？

設計師：

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構，也可以對車身功能一知半解，沒有實際經驗也不重要，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鍵盤，你就可以在網絡上成為一代車神！

編輯 | 蔚星星