4月16日,位于武漢中央商務(wù)區(qū)的地標(biāo)建筑武漢中心大廈封頂,其438米的高度,超過同在武漢的民生銀行大廈,刷新了“華中第一高樓”紀(jì)錄。武漢中心大廈由4層裙樓、88層塔樓組成,建筑面積35.6萬m2,建筑高度438m,鋼結(jié)構(gòu)總量4.3萬t,中建鋼構(gòu)有限公司(以下簡稱“中建鋼構(gòu)”)承建了武漢中心項目鋼結(jié)構(gòu)工程。
鋼結(jié)構(gòu)施工難度大
武漢中心塔樓為巨柱框架-核心筒-伸臂桁架體系,該體系由三部分組成:部分樓層內(nèi)置型鋼或鋼板的鋼筋混凝土核心筒、鋼管混凝土柱和鋼梁形成的框架(設(shè)置五道加強(qiáng)環(huán)帶桁架)、連接巨柱和核心筒的三道伸臂桁架。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,對施工精度要求高,同時也帶來許多施工難題。
一是專業(yè)交叉極多、協(xié)調(diào)難度大。鋼構(gòu)、土建、機(jī)電、幕墻等專業(yè)交叉作業(yè),而鋼結(jié)構(gòu)施工處于施工流水的端頭,及時配合其他專業(yè)提供作業(yè)面是工程各方協(xié)同工作的重要前提。二是鋼結(jié)構(gòu)材料需求多樣。項目總用鋼量4.3萬t,所需板材厚度在10~100mm之間分布數(shù)十種,這對材料采購、庫存管理、工藝排版、余料管理等來說是嚴(yán)峻考驗。三是鋼構(gòu)件節(jié)點復(fù)雜。部分鋼構(gòu)件節(jié)點設(shè)計復(fù)雜,制作工藝難以滿足,精度要求高。四是進(jìn)度控制風(fēng)險因素大。鋼結(jié)構(gòu)施工在設(shè)計圖紙、深化設(shè)計、制作加工,現(xiàn)場安裝等各環(huán)節(jié)所需時間均要把控,任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)延誤都將直接導(dǎo)致現(xiàn)場施工停滯,帶來不可估量的損失。
BIM技術(shù)立戰(zhàn)功
為布局鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)信息化戰(zhàn)略,并逐步使鋼結(jié)構(gòu)項目管理走向精細(xì)化道路,中建鋼構(gòu)實施信息化戰(zhàn)略,依托武漢中心項目大力試行BIM管理,開發(fā)出貫穿深化設(shè)計、材料采購、制作加工、現(xiàn)場安裝的建筑項目全生命周期協(xié)作管理平臺,以完整詳實的信息模型為基礎(chǔ),為各專業(yè)配合提供串聯(lián)協(xié)同。不同崗位的技術(shù)人員都可以在模型中獲取所需信息,在指導(dǎo)自身工作的同時又可以將工作的相應(yīng)成果更新到模型中,從而達(dá)到管理升級、降本增效的目的。
武漢中心項目鋼結(jié)構(gòu)施工BIM應(yīng)用管理由中建鋼構(gòu)總部、區(qū)域公司、制造廠和項目部三級縱深機(jī)構(gòu)共同建設(shè),應(yīng)用TeklaStructure(深化設(shè)計)、AutoCAD(深化設(shè)計、現(xiàn)場協(xié)調(diào))、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(材料管理)、SinoCAM(制造工藝)、鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺(構(gòu)件制造、安裝)、Autodesk3dsMAX(施工模擬)等軟件,并配備了電腦客戶端、掃描槍終端、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施。
武漢中心項目依托鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計模型生成的BIM模型,實現(xiàn)過程可視化管理和信息共享,主要應(yīng)用點包括模型自動化處理、鋼構(gòu)數(shù)字化建造、資源集約化管理、工程可視化管理、施工過程信息智能管理等。在具體實施應(yīng)用中,可有效解決傳統(tǒng)施工模式中遇到的難題。
專業(yè)交叉問題。使用TeklaStructure軟件對深化設(shè)計模型進(jìn)行碰撞校核,檢測結(jié)構(gòu)節(jié)點碰撞、預(yù)留管洞碰撞等信息。在檢測出碰撞后,經(jīng)過與結(jié)構(gòu)設(shè)計溝通和二次優(yōu)化,加以合理調(diào)整。
該應(yīng)用使得原本復(fù)雜的二維圖紙不能體現(xiàn)的問題直觀地以三維圖像顯示出來,便于各方協(xié)調(diào)處理,克服了信息交流障礙,避免返工,提高了施工效率。同時,為各方提供了良好的作業(yè)面。
材料管理問題。鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺,通過物聯(lián)網(wǎng)無線射頻識別技術(shù),實時更新項目材料精確位置,優(yōu)化排版取料順序,可直接降低30%以上的找料工作量。
工藝排版是合理利用材料、提高生產(chǎn)效率必不可少的環(huán)節(jié),鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺可自動完成截面拆分,直接用于排版軟件套料。在提高材料周轉(zhuǎn)率的同時,實現(xiàn)自動化混合排料,使常規(guī)板材材料損耗控制在4%左右。
復(fù)雜鋼節(jié)點問題。武漢中心項目存在多處復(fù)雜鋼節(jié)點,利用傳統(tǒng)的二維圖紙很難全面考慮其潛在問題。應(yīng)用BIM模型后,參與各方均可在模型中直觀地獲取相應(yīng)信息,并協(xié)調(diào)更新模型。如,項目和深化人員在BIM模型中發(fā)現(xiàn),伸臂桁架節(jié)點處牛腿眾多、焊接空間有限,若采用設(shè)計給出的全焊接形式,工藝難度極大且焊接質(zhì)量難以保證,經(jīng)與設(shè)計院溝通,將該節(jié)點優(yōu)化為鍛鋼節(jié)點,不僅降低了工藝難度,而且使得質(zhì)量易于把控。
進(jìn)度風(fēng)險控制問題。鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺可以跟蹤構(gòu)件加工、運輸、安裝情況,通過工序拆分、編碼,配合掃描槍進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集,實現(xiàn)施工全生命周期的工序管理。 通過施工全過程可視化應(yīng)用,將各階段(深化設(shè)計、材料采購、加工制作、構(gòu)件安裝)信息同步到BIM管理平臺,可實時掌握項目各階段的狀態(tài)信息。如使用掃描槍采集相應(yīng)工序構(gòu)件信息,自動反饋至BIM模型中,并以預(yù)先賦予的不同顏色反映。
在BIM管理平臺中,各階段參與方實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享,避免了紙質(zhì)、會議等傳統(tǒng)協(xié)調(diào)方式中交流不暢通、繁瑣、效率低下等問題,使得管理人員有宏觀把控的媒介,進(jìn)而提升項目管理水平。
(作者:周洋洋張偉,更多內(nèi)容請查閱《施工技術(shù)資訊》2015年第3期)