淺談BIM鋼筋翻樣系統在核電項目的應用研究

文／黃松鵬、李燕、張麗華、杜玉萍 中國建筑第二工程局有限公司 北京 100000

引言：

隨著社會的發展與進步以及計算機行業的興盛，鋼筋放樣軟件由最初的二維平面CAD建模逐步發展成三維立體建模。CAD軟件能夠在平面中快速進行鋼筋放樣，但是三維立體較差，在核電核島施工中，不能滿足邏輯分析要求；廣聯達鋼筋算量軟件（GGL）可以實現三維，但是針對核電核島復雜、不規則鋼筋，難以建立模型；E筋放樣軟件較為方便快捷，對于普通鋼筋較為適用，但是針對核電核島復雜鋼筋仍有局限；且目前鋼筋放樣軟件在民建應用較為成熟，而在核電鋼筋放樣應用并不適用。

Revit是建筑業BIM體系中使用最廣泛的軟件之一，Autodesk Revit提供支持建筑設計、MEP工程設計和結構工程的工具，Autodesk Revit Structure中有專門的鋼筋繪制版塊，并在往年的軟件升級中，功能逐漸得到優化升級。同時Revit提供豐富的API（應用程序編程接口），奠定了Revit平臺級軟件地位，基于Revit軟件平臺，開發鋼筋翻樣插件，把瑣碎的建模工作自動化。同時開發功能完善的分段、切斷工具，自動生成搭接、各類套筒連接及錨固板，配有智能的料單生成系統，再結合Revit自身功能使用，實現了核電鋼筋翻樣的快、精、準，提高核電鋼筋施工效率、降低成本、確保工期。

1、軟件運行環境

翻樣軟件是基于Revit平臺的，所以軟件運行首先需滿足Revit運行環境，再有所加強，具體如表1所示：

表1 軟件運行環境

2、軟件功能設計

核電鋼筋BIM翻樣軟件是自主研發的鋼筋翻樣插件，軟件基于Autodesk Revit 2019開發，在Autodesk Revit 2019的基礎上優化了鋼筋建模方法，針對復雜形體、復雜形狀開發了多種功能性插件，同時開發功能完善的分段、切斷工具，能自動生成搭接、各類套筒連接及錨固板，并且配有料單生成系統，可快速導出料單，有效解決了項目鋼筋翻樣分段的問題。

系統包含賬號管理、參數配置、鋼筋布置、碰撞檢查、鋼筋加工、設計導航等六個模塊，合計72個功能子項，旨在加快核電項目鋼筋翻樣速度、提高模型翻樣質量，保障鋼筋料單的完整性及準確性。軟件界面如圖1所示：

圖1 軟件功能設計

3、BIM鋼筋翻樣過程概述

鋼筋翻樣是指施工技術人員按圖紙計算工料，同時列出詳細加工清單和加工簡圖。其業務流程包含：①按設計圖紙創建鋼筋模型，并結合工程經驗進行優化、創效；②對每根鋼筋進行編碼，以便鋼筋加工生產跟蹤管理；③進行碰撞檢查分析，檢查鋼筋和預埋件、套管、預應力管之間的硬碰撞，及各工序操作空間等軟碰撞；④結合碰撞檢查報告對模型進行合理調整；⑤審核模型的完整性和準確性，審核合格則進行下一步操作，審核不合格則繼續調整模型；⑥結合方案、規范進行鋼筋分段；⑦導出鋼筋生成料單。

3.1 前期準備

（1）制作BIM鋼筋翻樣樣板：樣板文件是在總結以往經驗的基礎上，提前對模型項目文件開展一定的設置和加載，如對保護層厚度、不同規格鋼筋彎曲直徑、彎鉤直段長度等相關參數進行正確設定。

樣板文件的設置有助于提升模型的標準化，減少因設置遺漏或者錯誤產生的模型問題。創建完美的項目樣板文件，有助于降低軟件操作難度，提升模型質量，工作事半功倍。

（2）結構模型導入：BIM鋼筋翻樣是以結構模型為載體，需要我們提前建立好結構模型并按拆分原則拆分，原因一方面考慮到計算機性能限制，要保證鋼筋翻樣的運行流暢，減少建模中產生的問題；另一方面拆分模型有助于后期斷料及生成料單。

（3）熟悉圖紙：鋼筋翻樣的本質是將圖紙鋼筋構件的規格、形狀、尺寸、數量等內容，按照規范要求，精準合理的形成排版圖及料表，是施工現場的有效依據，熟悉圖紙是施工技術中重要的一環。

3.2 快速翻樣方法

在確定起始點后可利用鋼筋翻樣系統功能“模型線轉鋼筋”完成鋼筋形狀的放樣，然后對鋼筋參數及編號等信息進行編輯，通過陣列對相同類型鋼筋進行批量布置，也可通過構件類別工具選擇主體編輯間距、長度等參數信息布滿鋼筋，針對鋼筋長度參差不齊的情況可使用平偏、延縮對齊命令完成布置。考慮到核電鋼筋數量較多，鋼筋編號編輯較為繁瑣，翻樣系統開發了尾號自動設置功能，鋼筋編號按順序自動編碼，使鋼筋翻樣更加高效。

核電廠房墻板有大量洞口，進行翻樣時鋼筋遇洞口切斷，還需單獨布置構造筋，工作量較大，通過結構建模時對洞口位置統一使用空心族放置，可使用翻樣系統“樓板、墻體洞口切筋”“樓板、墻體洞口附加筋”工具，一鍵切斷鋼筋添加附加筋，對洞口位置進行快速翻樣處理。

圖2 BIM鋼筋翻樣示意

3.3 鋼筋生成料單處理

鋼筋模型建立完成后，下一步需要做分段處理，使用翻樣系統中“鋼筋分段”、“鋼筋切斷”等工具，將上述建立好的鋼筋模型，按施工分段方案、施工要求及典型大樣圖規則進行分段。分段過程中需要考慮鋼筋加工和現場安裝的實際情況，如：鋼筋加工完成時斜切面的平整度，在采用機械連接時會出現偏差，需對鋼筋長度做出調整，避免影響保護層厚度。

在鋼筋翻樣系統導航欄中，刷新鋼筋列表后，對指定區域、層數或編號的鋼筋導出生成料表，進行加工使用。

4、應用概述

核電工程是施工難度較高的大型工業項目，其復雜結構部位相對較多，例如：在筏基厚度2.2m有多處集水坑和設備預留坑；環形區樓板厚度不同且有大量設備預埋件、洞口套管；安全殼閘門洞口區域截面較多，加厚區兩側寬度漸變等，傳統翻樣方式難以保證料單的準確性，通過BIM鋼筋翻樣系統，可直接進行鋼筋三維翻樣，可視化狀態下不同板厚鋼筋層數關系一目了然，并與各物項進行碰撞檢測，提前發現鋼筋碰撞、鋼筋長度等一系列問題，沖突問題形成報告及時中饋，優化施工邏輯，減少施工問題，模型優化完成后生成鋼筋料表用于加工使用。

結束語：

本文結合工程實例，對BIM鋼筋翻樣在核電項目的應用研究進行闡述，此項技術是一項降本增效特質的新技術、新工藝，還可以衍生出鋼筋碰撞檢測分析、鋼筋自動化加工、鋼筋工程算量等技術實施。BIM鋼筋翻樣系統的投入使用，為鋼筋工程BIM深化設計創造了條件，為鋼筋模塊化生產、安裝創造了條件，并且實現了鋼筋工程全過程信息化管理，同時將逐步引進自動化設備，為鋼筋工廠化加工鑒定了基礎。

圖3 鋼筋模型導出料單

圖4 環形區域鋼筋翻樣