BIM協同平臺在超高層建筑施工管理中的應用*

王軍虎，豐馨澤，王 華，喬文濤

(1.中鐵城建集團第一工程有限公司，山西 太原 030024；2.石家莊鐵道大學土木工程學院，河北 石家莊 050043)

0 引言

超高層建筑可在有限場地內建造更多的空間，提供舒適的工作生活環境，在合理使用新型材料的情況下打造標志性外觀，顯示地區科技發展實力，形成地標性建筑[1-2]。基于BIM技術搭建的建筑信息模型包含大量數據信息，修改方便、可視化強、定位準確[3]，但存在BIM人才短缺，尚未構成統一規范，使各類圖紙和模型間難以直接相互導入編輯等問題。BIM協同平臺使BIM模型更好地結合工程項目[4]，其精準協同管理還可對應傳統二維模型與三維模型，實現模型與圖紙細節的對應，提高溝通效率[5]。現階段，某些工程項目采用針對不同模塊使用不同軟件提供BIM信息共享平臺的方式[6]，導致BIM信息交互平臺要在多臺設備下載安裝程序，存在較多不便。

基于上述研究現狀，本文提出BIM+Web協同平臺，可充分利用互聯網在線辦公，無需各項軟件，同時利用云端存儲節省資源等優勢，為項目全周期各專業提供清晰、高效的信息交流共享平臺。超高層建筑存在結構復雜、技術要點多、難點多、信息量大、協調對接工作多等問題，采用BIM+Web協同平臺可很好地解決這些問題，最大化實現信息化施工，提高施工管理水平和質量[7]。

1 工程概況

珠海鐵建大廈位于廣東省珠海市香洲區橫琴新區金融島，總建筑面積169 393.97m2，總占地面積17 274.64m2， 高226.75m，為鋼混組合外框-核心筒結構，屬于超高層大型綜合體項目。建筑效果如圖1所示。

圖1 建筑效果

項目施工過程中技術難點多，主體結構工期緊，從準備階段至整體施工完成產生信息量繁多，通過BIM+Web協同平臺輔助管理項目，保證整個施工過程順利進行。

2 施工重難點

2.1 高度大

珠海鐵建大廈主樓高226.75m，難以把控高空焊接質量，現場施工受風力、溫度變化影響大，物資垂直運輸組織難度大，合理設計混凝土配合比才能保證混凝土正常使用。此外，平行、交叉施工作業多，各專業塔式起重機運作時易產生交叉，需合理分配使用時間，眾多大型機械的平穩安全運行是超高層安全管理的重點。

2.2 構件多

該項目構件數量多、型號雜、運輸量大，部分構件質量過大、尺寸超寬，運輸時需注意構件制作工廠到現場的交通路況，結合構件特征做好保護措施。構件按需供應，防止因構件堆積占用場地導致施工不暢。確保施工機械數量充足，采用起重能力大、性能良好的吊裝設備，保證施工質量。

2.3 節點復雜

該辦公樓外框柱存在部分混凝土柱，連接樓層鋼梁時需在混凝土柱中設置預埋節點，該混凝土柱受溫度、風荷載等環境影響大，難以把控鋼梁安裝精度。由于構件長度、截面尺寸不同，若立面節點位置不精確、樓層框架連接不準確會導致錯裝情況，延誤工期、增加成本。

3 基于BIM+Web技術的協同平臺

3.1 BIM技術融合Web信息管理平臺

為打破傳統信息傳遞交互繁瑣的管理模式，結合BIM三維信息化模型與互聯網交互平臺功能，共同創建基于BIM+Web技術的新型信息化管理模式，以后臺管理系統PHPCMS為基礎框架，開發基于BIM+Web信息交換的建筑施工綜合管理系統，建設項目的所有者或授權的Internet服務提供商(ISP)維護Web服務器和數據庫服務器，如圖2所示。本研究開發的應用程序安裝在Web服務器中，數據庫管理系統(DBMS)安裝在數據庫服務器中，多方用戶使用的客戶端機器僅需安裝Web瀏覽器，連接到Internet即可。

圖2 物理結構

3.2 混合型數據庫應用

為實現構件施工信息的自動化提取、存儲，關聯網頁模型、存儲構件信息，可通過移動終端掃描二維碼讀取存儲的構件施工信息和驗收信息，采用混合數據庫并分為3部分，即關系式數據庫、XML模型文件、附件部分，如圖3所示。關系式數據庫部分用于存儲提取的構件施工信息及附加的驗收信息表單。驗收信息表單包含提取構件存儲信息表單，通過此系統生成二維碼，顯示在前端，供施工人員快速讀取施工信息。XML文檔部分用于存儲表單數據的不同部分，即表單內容，XML文件模型通過將構件編號設置為存儲在數據庫表單中的主鍵，與存儲構件施工信息的構件編號字段外鍵相對應，作為2種表單間的關聯數據，以實現在前端搜索構件編號信息，網頁中的三維模型對應構件自動亮顯，并跳轉到框架中心，使施工人員通過瀏覽器便可快速了解構件所在位置，方便施工。附件部分用于存儲附件，如用鋼材料表單、珠海鐵建大廈方案等。

圖3 混合數據庫概念

3.3 二維碼技術應用

工程項目所含信息類別多，信息變更發生頻繁。為使項目信息可隨時提供給相關人員，在保證信息準確性的同時，降低團隊溝通成本、提高溝通效率，協同平臺引入二維碼技術輔助項目管理。用戶將項目信息上傳至平臺后，即生成含有對應信息的二維碼，并可導出打印。信息所需者通過掃描二維碼獲取相關信息，用戶可編輯并隨時更新已生成的二維碼信息，保證信息即時性和準確性。

掃描平臺生成二維碼后可查看項目信息、施工要求、日程進度、模型信息、人員安排等，方便施工人員通過手機了解相關內容，節省施工人員與管理者的溝通時間，提高工程效率和信息準確度。

4 平臺管理內容

4.1 基于協同平臺的BIM模型管理

協同平臺的BIM模型管理模塊為管理及施工人員提供統一的模型查看平臺。用戶將轉換好格式的BIM模型上傳至BIM模型管理模塊，信息所需者通過網站平臺查看建筑3D模型及內部構件位置、材料等信息。

在平臺數據庫中，將XML文檔關聯構件信息，點擊BIM三維模型構件時可查看構件信息，用戶可在平臺生成帶有模型信息的二維碼，掃描二維碼獲取信息后對比實際施工與設計模型，直觀高效。

4.2 基于協同平臺的項目前期管理

在前期管理模塊中，用戶可上傳項目前期所需文件，如鐵建大廈施工組織設計、施工方案等。任何需要保存的文件均可上傳至云端，避免文件丟失或難以查找。協同平臺中的文件可供施工人員及業主方隨時查看，用戶可隨時在線編輯文件內容，提高管理效率。

4.3 基于協同平臺的合同管理

BIM+Web協同平臺根據不同類別的合同制訂相應的合同表單并設置權限，用戶只需按類別填寫合同相關內容，即可上傳平臺供所需人員了解。當合同內容有變時，平臺管理員可進入后臺進行調整。用戶可直接根據類別或簽署時間查找相應合同，節省時間。

4.4 基于協同平臺的施工進度管理

BIM+Web協同平臺可提供施工進度計劃表。項目負責人根據不同任務類別填表，以月份為大周期，每周期按實際情況劃分小周期，整體把握施工進度。在協同平臺中，施工人員可隨時登錄查看施工計劃，調整施工進度，以減少工期延誤。通過多個單向工程間的施工進度對比記錄，可找出施工難點和耗時部分，更準確地分配時間。

4.5 基于協同平臺的投資控制管理

投資控制管理即管理控制建設活動所需資源。在BIM協同平臺中，項目信息應及時更新上傳，確保相關人員在建設各階段均可接收現場實時情況，從而進行資源計劃和控制，并不斷修正。隨著工程信息文件不斷增加，文件類別和管理方各不相同，BIM+Web協同平臺提供工程信息交互平臺，可及時記錄涉及的信息增減情況，提高信息處理效率，并在多方監控下減少錯誤率，實現協同平臺的信息高效流通，使投資控制管理更便利。

4.6 基于協同平臺的變更管理

應用BIM碰撞檢查技術可檢測模型碰撞，檢測項目需要變更時，可在協同平臺中填寫項目變更管理表進行變更申請，在申請表中記錄項目名稱、變更時間、變更緣由等內容，相關管理員通過平臺查看變更申請，了解變更情況，直接進行線上變更審批，待審批通過后，申請人進行相關變更，便于管理人員進行變更管理和備案。

4.7 基于協同平臺的物資設備管理

在物資設備管理方面，協同平臺制訂設備管理表單。物資管理人員購買的任何設備均可上傳至云端進行保存。設備管理表單包含設備名稱、購買日期、設備價格、保管人員和存放地點等信息。通過及時上傳購買的設備信息，可減少設備物資購買重復及遺漏。設備管理表單可直接查找設備存放地點，減少設備所需者與購買者間因負責區域不同、互不熟知造成的溝通延誤，保障施工順利進行。

5 結語

在珠海鐵建大廈施工過程中，BIM+Web協同平臺提高工程項目在模型管理、合同管理、施工進度管理、投資控制管理等方面的工作效率，使貫穿全工期的項目信息在協同平臺中更精準高效，節約溝通時間和物資成本。該平臺利用互聯網優勢，實現在線云辦公，為工程信息量大、空間結構施工難點多的超高層建筑施工提供便利、高效的工作方式。