基于Dynamo 的預制梁場施工進度動態(tài)控制研究

鮑英基，劉桂君，劉俊，梁恩堂

（1.江蘇建筑職業(yè)技術學院交通工程學院，江蘇 徐州221116；2.浙江交工金筑交通建設有限公司，杭州310000；3.江蘇東南工程咨詢有限公司，南京210018）

1 引言

隨著我國基礎設施建設的快速發(fā)展，預制施工因為其快速高效、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點被越來越多地應用到公路和鐵路橋梁的建設中[1，2]。現(xiàn)階段預制梁場施工大多是工程人員根據(jù)經驗來確定，而預制梁場的生產進度要根據(jù)橋梁工程施工進度進行動態(tài)調整，經常因為進度安排不合理導致管理混亂和資源浪費，從而影響工程進度并增加了工程成本[3]，因此，預制梁場的施工進度需要更為科學高效的管理。

BIM 技術是一種通過對建筑設施進行數(shù)字化表示實現(xiàn)建設項目信息化、精細化、智能化的變革性技術，具有協(xié)同設計、碰撞檢查、施工進度模擬和成本控制等功能[4]，其在橋梁工程建設中的應用越來越廣泛和深入[5]。而預制梁場是一項復雜的工程，需要多專業(yè)多方協(xié)調，使用BIM 技術可以有效地提高預制梁場的管理效率。本文針對具體工程項目，利用BIM 技術創(chuàng)建預制梁場三維模型，基于Dynamo 可視化編程軟件實現(xiàn)預制梁場施工進度動態(tài)控制，對提高預制梁場的生產效率和管理水平具有指導意義。

2 預制梁場BI M模型創(chuàng)建

本項目為272 省道徐州至沛縣公路建設工程市區(qū)段，項目路線起于徐州市區(qū)三環(huán)北路與中山北路交叉處，向北經鼓樓區(qū)至銅山區(qū)與沛縣交界處，全線共有橋梁34 座，其中特大橋1 座、大橋18 座、中橋10 座、小橋5 座，橋梁總長約6 647.96 m，根據(jù)施工方案共設2 個預制梁廠。

傳統(tǒng)的預制梁場布置一般用二維圖紙表示，雖然圖紙中標有場區(qū)內各區(qū)域的位置，但是不夠清晰，因此，采用BIM 軟件創(chuàng)建三維模型可以更好地進行可視化管理。常用的BIM 軟件平臺有Autodesk、Bentley 和Dassault，3 個平臺都有各自的優(yōu)點，經過比選Autodesk 公司的Revit 具有建模方便、通用性廣、二次開發(fā)性強等特點。使用Revit 創(chuàng)建的預制梁場三維可視化模型如圖1 所示，包括預制梁生產區(qū)、鋼筋加工場、安全體驗區(qū)、公司大門、住宿區(qū)、民工宿舍、存梁區(qū)、預留實驗室、辦公樓、預留電源等。根據(jù)橋梁施工方案，預制場內設置長度為40.8 m 和30.8 m 的箱梁預制臺座各10 個，安裝跨徑為28 m的100 t 和80 t 龍門吊各2 臺，用于箱梁的轉運及裝車，存梁區(qū)最多可以存放40 片預制梁，因此，必須協(xié)調好橋梁架設施工與預制場生產之間的進度關系。

圖1 預制梁場二維及三維布置

3 Dyanmo 可視化編程進度控制

本項目箱梁預制計劃施工工期為8 個月，鋼筋在鋼筋加工場集中加工后現(xiàn)場安裝，混凝土由混凝土拌和站負責供應。由于臺座數(shù)量較多且箱梁預制工藝流程復雜，使用傳統(tǒng)的表格和文檔很難清晰地反映各個臺座的生產狀態(tài)。因此，對箱梁預制施工工藝要點進行分析，提取模板安裝、鋼筋骨架及預應力管道安裝、混凝土澆筑、混凝養(yǎng)護、預應力張拉壓漿和移梁存放6 個主要環(huán)節(jié)，分別用6 種顏色與上述6 個環(huán)節(jié)對應。為了實現(xiàn)各片主梁顏色隨著工期動態(tài)調整，并不能簡單地在模型中對臺座設置顏色，而是要通過“過濾器”功能對各施工關鍵步驟上色如圖2 所示。

圖2 添加顏色過濾器

顏色設置完成后，利用可視化編程軟件Dynamo 進行二次開發(fā)。為了實現(xiàn)預制梁生產狀態(tài)隨工期動態(tài)變化，需要將每一個臺座的開始工期、當前工期輸入Excel，通過公式計算出每一個臺座當前的進度如表1 所示，本項目施工準備及箱梁預制模板安裝2 d，鋼筋骨架及預應力管道安裝4 d 左右，混凝土澆筑1 d，混凝土養(yǎng)護7 d，預應力張拉壓漿2 d，移梁存放繼續(xù)養(yǎng)生到設計強度共35 d 左右。

表1 各臺座施工進度

Excel 中的數(shù)據(jù)完成后，將Revit 模型的Element 轉換為Dynamo 中的Geometry 節(jié)點，然后利用Dynamo 自動遍歷Excel 運行，與Revit 中添加的參數(shù)匹配，通過修改Excel 中的數(shù)據(jù)驅動Revit 模型，實現(xiàn)預制梁場施工進度可視化動態(tài)管理，Dynamo 編程節(jié)點如圖3 所示。

圖3 Dynamo 可視化編程節(jié)點

4 結語

隨著BIM 技術的廣泛應用，橋梁工程建設正在實現(xiàn)轉型升級，預制梁場作為公路和鐵路標準跨徑橋梁主要生產場所，其管理水平有待提高。本文通過Revit 創(chuàng)建的BIM 模型實現(xiàn)預制梁場的三維可視化，在此基礎上通過Dynamo 可視化編程軟件進行二次開發(fā)，達到預制梁場施工進度的動態(tài)控制，對提高預制梁場的生產效率和管理水平具有指導意義。