BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)施工危險源管理中的應(yīng)用

高玉華 王 勇 李乃元

（青島市黃島區(qū)建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站 山東青島 266400）

引言

目前采取的大型鋼結(jié)構(gòu)在施工中，出現(xiàn)越來越多的施工和安全風(fēng)險，而意外風(fēng)險的主要來源就是危險源，主要是由于現(xiàn)代建筑安全管理的風(fēng)險評估體系不健全，加強(qiáng)大型鋼結(jié)構(gòu)危害管理對目前鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展來說非常重要。基于科技進(jìn)步和管理創(chuàng)新的結(jié)合，BIM技術(shù)可以大型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計數(shù)字化和可視化，這樣不僅實現(xiàn)危險源的可控管理，又保證鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中人員安全，同時還節(jié)省了投資成本，提高了建筑企業(yè)的競爭力。

1 BIM技術(shù)及大型鋼結(jié)構(gòu)的概述

1.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是一種多維建筑模型信息集成管理系統(tǒng)，其依賴于計算機(jī)技術(shù)支持，BIM的核心是信息。對于大多數(shù)BIM用戶，當(dāng)用戶通過相關(guān)渠道了解信息組成和表示方法時，必須明確定義用于實現(xiàn)信息交換和信息處理的軟件。從軟件本身的角度來看，建筑行業(yè)之間的信息交換可以通過以下方式實現(xiàn)：①直接互換方式：兩個軟件都包含信息交換功能，其中軟件可以在內(nèi)部交換特殊的文件格式或輸出另一個軟件來實現(xiàn)信息交換；②特殊文件格式：可用于與其他軟件供應(yīng)商的信息交換；③公共產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型格式：該方法可以避免中間文件格式的壟斷問題，提高建筑行業(yè)之間的互操作性。

1.2 危險源管理系統(tǒng)架構(gòu)分析

移動設(shè)備捕獲現(xiàn)場危險源的實時信息，包括施工人員，鋼構(gòu)件和大型起重機(jī)的運(yùn)行過程，實時定位建筑工人和工程機(jī)械的屬性信息。由大型鋼結(jié)構(gòu)工地提供的危險源標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫構(gòu)是建立BIM安全信息模型的基礎(chǔ)，也是整個危險管理系統(tǒng)的核心。BIM安全信息模型可以直接反應(yīng)出工作現(xiàn)場的危險位置，如不可控因素和風(fēng)險因素，并為收集統(tǒng)計危險信息提供了一個平臺，并且將危險實時信息與歷史信息進(jìn)行比較，利用BIM模型用于轉(zhuǎn)換大型鋼結(jié)構(gòu)場地的安全信息格式，以保證施工現(xiàn)場信息和BIM模型的實時信息互交，從而實現(xiàn)危險源數(shù)據(jù)處理鏈接的目的。風(fēng)險管理系統(tǒng)的實施需要使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把建設(shè)流程集成在電子媒體，以實現(xiàn)在網(wǎng)站上對危險源進(jìn)行實時監(jiān)控和跟蹤，要享受海鮮這一目標(biāo)，必須配置相應(yīng)的硬件設(shè)施，包括無線射頻識別技術(shù)，硬件設(shè)備包括RFID電子標(biāo)簽，讀寫器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)，具有信息收集功能如：手機(jī)，平板電腦等，計算機(jī)客戶端，網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器等，移動手持式便攜設(shè)備保證BIM相關(guān)的軟件正常運(yùn)行。

2 大型鋼結(jié)構(gòu)危險源管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 根據(jù)BIM技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)詳圖創(chuàng)建

基于先前的二維圖，將BIM模型轉(zhuǎn)換為三維實體模型。根據(jù)實際信息源，很容易看到模型中的各個節(jié)點和組件設(shè)置，BIM建模實際上是一種虛擬模型，現(xiàn)場施工幾乎沒有差別。使用BIM技術(shù)創(chuàng)建工程模型中，可以及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場中存在的問題，并對問題進(jìn)行詳細(xì)對策分析，提出合理的解決措施，保證工程在安全的環(huán)境中進(jìn)行建設(shè)。在全面地了解BIM技術(shù)后，可以將其分為三個階段：第一階段：執(zhí)行分配，根據(jù)切割類型和幾何參數(shù)創(chuàng)建三維體積模型；第二階段：組裝的處理和安裝，根據(jù)設(shè)計方案和與工廠的整合以，對施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬；第三階段：按照三維實體模型，實現(xiàn)“碰撞校對”從模型中看到潛在設(shè)計錯誤點，碰撞報告將按照上述問題進(jìn)行描述，并讓設(shè)計人員進(jìn)行整改和糾正，動態(tài)過程控制可以保證施工過程每個環(huán)節(jié)的安全性。

2.2 信息處理階段

BIM技術(shù)用于大型鋼結(jié)構(gòu)的危險管理系統(tǒng)包括如下信息：首先，空間結(jié)構(gòu)和剖面信息，以及材料等信息，同時它也可以結(jié)合所需要的鋼結(jié)構(gòu)的實際情況，建立相應(yīng)的進(jìn)展情況信息模型，并形成對應(yīng)于現(xiàn)場實時比較威脅信息和分析的動態(tài)環(huán)境信息模型，BIM的安全信息模型還包括危險工藝，關(guān)鍵零部件以及預(yù)防控制措施，控制標(biāo)準(zhǔn)等等，從而形成系統(tǒng)性的施工進(jìn)度模式，從而保證危險源的參數(shù)周期性變化形成實時的動態(tài)信息庫。危險源隨時間而變化：BIM模型模擬危險源的整個過程，以實時對威脅源進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)比較現(xiàn)場的實時信息危險時，可以采用以下兩種措施：①通過的Revit軟件接口開發(fā)的可交互API功能模塊，讀取和寫入的BIM信息安全模型和電子標(biāo)簽之間的信息，信息和數(shù)據(jù)自動同步；②建立信息安全的BIM平臺，比較現(xiàn)場的風(fēng)險危險源，并使用模型可視化功能，以監(jiān)控危險源并對其進(jìn)行分析，對有危險的地方進(jìn)行報警提醒，在存在安全隱患的部分使用移動終端傳送在網(wǎng)站上，使安全生產(chǎn)管理人員能及時對有危險的進(jìn)行處理，保證生產(chǎn)施工人員的人身安全，保證隱蔽的部位能正常進(jìn)行施工，并在沒有安全的情況下施工，保證企業(yè)的施工工期能在預(yù)定的時間內(nèi)完成。

對于高風(fēng)險源或的明確要求，應(yīng)制定特殊的施工計劃，從而獲得更準(zhǔn)確的風(fēng)險信息，使用“編輯鏈接（L）”下的AutodeskNavisworks控制面板的“功能”對鋼組件模型分配相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和文本圖，以保證對施工現(xiàn)場危險源的控制。

2.3 根據(jù)BIM技術(shù)進(jìn)行成本核算

目前，項目建設(shè)期間的成本審查控制不嚴(yán)格，難度很大。這是主要是由于建設(shè)項目周期長，這使得項目成本計算不再預(yù)期的控制范圍內(nèi)，另外，由于季節(jié)工作量比較大，而且工程項目的內(nèi)容也復(fù)雜多樣，在計算工程成本的過程中，計算數(shù)據(jù)會受到偏差或出現(xiàn)漏項的問題。與以往的方法相比，根據(jù)BIM技術(shù)對成本的控制具有以下優(yōu)點：①由于BIM技術(shù)的先進(jìn)性，可以在短時間內(nèi)總結(jié)大量信息并計算成本；②BIM計算數(shù)據(jù)可以進(jìn)行動態(tài)轉(zhuǎn)換，在某種程度上，可以改變傳統(tǒng)的計算方法，由于在計算的過程中，工程的動態(tài)變化，會使計算數(shù)據(jù)在一定程度上與實際工程不符，但BIM技術(shù)的可以改變著一現(xiàn)象；③根據(jù)BIM模型，驗證實際成本數(shù)據(jù)，不斷完善和改進(jìn)實際成本數(shù)據(jù)，從而提高成本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合大型鋼結(jié)構(gòu)施工的特點，研究了BIM技術(shù)在施工期間應(yīng)對危險源的應(yīng)用。已經(jīng)設(shè)計并應(yīng)用了基于BIM的危險管理系統(tǒng)架構(gòu)及其實施過程，以保證大型鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。通過將BIM安全信息模型傳輸?shù)綐?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可以快速查看BIM模型中的危險信息來源和威脅處理措施。然后，將BIM模型與標(biāo)準(zhǔn)危險信息進(jìn)行比較，以驗證危險和事故的安全狀態(tài)，防止在施工過程中出現(xiàn)不安全的問題。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著增加對大型鋼結(jié)構(gòu)的危險源的管理，保證大型鋼結(jié)構(gòu)在安全的環(huán)境下進(jìn)行施工和安裝。