BIM技術在建筑工程施工中的創新及應用

羅 穎, 李熊飛, 賈鵬坤, 羅 佳, 馮 宇

(成都建工第四建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

近年來，國家住建部、各省市建筑行業相關政府職能部門先后發布了一系列關于建筑業信息化發展的文件綱要，高度重視BIM技術在建筑行業中的應用。隨著BIM技術在建筑行業中的逐步推廣，越來越多的施工企業已經開始運用BIM技術進行施工管理工作，而BIM技術由國外引進，每個國家引用標準、規范不同，要想更高效應用BIM技術，需要根據我國建筑行業的應用現狀進行BIM技術創新。經過積極探索BIM技術的創新與應用，實現了BIM技術常規功能綜合應用，通過這些應用，發現BIM技術協同建筑工程施工的能力的局限性，廣泛運用BIM技術建模軟件Autodesk Revit提供的相關函數，研發了基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測技術。

1 BIM技術常規綜合應用

通過在工程“眉山春熙廣場”、“伊泰·天驕工程”、“成都綠地中心東村4號地塊”、“德陽恒合工業云”實際應用BIM技術，實現了“BIM信息模型建立”、“施工現場平面布置”、“碰撞檢測”、“管線布置”、“綜合模擬施工”、“工程量統計”、“模板腳手架設計”、“重難點部位施工方案模擬”、“BIM5D平臺”等的綜合應用，有效地加快了施工進度，實現了綠色施工和建筑工程施工信息化技術應用，取得了良好的社會和經濟效益(圖1～圖6)。

圖1 BIM模型

圖2 支模架模型

圖3 碰撞檢測

圖4 場地布置模型

2 BIM技術創新應用

通過BIM技術常規應用我們發現BIM技術本身具有協

圖5 機電綜合管線布置

圖6 鋼結構節點模型

同工程施工的能力，但其功能并不全面。目前建筑結構形式大體量大跨度發展，施工中的超限梁板數量增加，高大模板支撐架體量隨之增大，由于其荷載大的特點，架體變形控制比普通支模架要求更嚴格。目前，BIM相關軟件或二次開發軟件在模板支模架方面的研發及應用主要針對模板及支模架自動布置、各節點配模詳圖、支撐架體排布圖等，沒有針對支模架架體變形監測方面的功能，比如監測點自動布置、架體變形預警等。而傳統施工技術對高大模板支模架的變形監測，通常采用現場實時監測人工記錄數據，操作流程繁瑣，數據展示不夠直觀，存在監測準確度和監測效率較低等問題，因此我們從上述BIM存在的局限著手，研發了基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測技術。

3 基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測方法流程

3.1 熟悉施工方案、施工圖紙

熟悉獲取高大模板扣件式支撐架專項施工方案，施工圖紙數據。

高大模板支撐架是指建設工程施工現場混凝土構件模板支撐搭設高度8 m及以上，或搭設跨度18 m及以上，或施工總荷載(設計值)15 kN/m2及以上，或集中線荷載(設計值)20 kN/m及以上。

3.2 根據施工圖紙數據建立目標建筑的BIM模型

采用BIM建模軟件Autodesk Revit建立目標建筑的BIM模型，通過建模軟件Autodesk Revit中的Precise.Geometry函數來基于施工圖和深化施工圖建立精確的BIM模型。

3.3 在目標建筑的BIM模型中建立對應的支撐架模型

應用Modular.Frame函數來建立對應的支撐架模型。

3.4 根據支撐架模型在目標建筑的BIM模型中生成多個變形監測點

根據高大模板扣件式支撐架的實際結構尺寸范圍預先設置相應的變形監測點生成比率，從而實現變形監測點在BIM模型中的自動分布密度調整。還可以根據支撐架模型的類型設置支撐架不同部位處的監測點分布密度，實現預定結構部分的重點監測。

3.5 將現場測量儀器獲取的支撐架變形監測數據輸入BIM模型中

在施工現場設置變形測量儀器來獲取支撐架上多個位置的變形數據。支撐架變形監測數據包括與BIM模型中變形監測點一一對應位置處的各項結構件的變形值和支撐架沉降量。而且，可以根據專項施工方案所確定的監測時間間隔要求，設置變形數據的獲取間隔和輸入間隔。

3.6 變形預警信息

根據支撐架變形監測數據和BIM模型中的支撐架模型尺寸數據，生成變形預警信息。

當支撐架變形監測數據中的一項或者多項的變形值大于或等于預設的第一預警閾值時，可以通過人機交互接口來進行預警信息提示。可以根據人機交互接口的指令顯示指定區域內支撐架模型監測點的動態和靜態變形值和支撐架沉降量，包括顯示相應的距離測量值、坐標和標高，并按照時間軸顯示支撐架模型的動態變化過程，以及監測數據二維曲線圖的動態變化過程(圖7、圖8)。

該技術可實現對高大模板支撐架模型變形監測點自動布置，并結合現場實時反饋的監測值在電腦上直觀地反映出支撐架在施工各階段的變形情況，給出超限值預警，并能根據監測數據預測下一步工程施工時高大模板支撐架及其周邊環境的安全，便于各級管理與技術人員對監測數據的管理與分析，進而能較迅速與準確的判定與反饋高大模板支撐架的安全狀態，指導施工。

圖7 自動識別BIM模型中的超限梁、板

圖8 基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測技術應用

4 結束語

BIM技術的應用改變了傳統工程操作模式，促進了建設管理模式隨著新的需求向高效、科學的方向轉變，在BIM技術的常規應用的基礎上創新研發基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測技術，可推動BIM在建筑行業的技術進步，加速建筑行業轉型升級，也為企業和社會培養一批BIM技術先鋒力量，推進建筑業信息化的健康發展。