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阅读 1133 次 BIM技术在大跨空间结构中的应用简介

摘要:本文针对BIM技术与大跨空间结构的建设与施工特点进行了几点简要说明,主要分为三点:第一大跨空间结构构件多、结构设计复杂;第二预制构件多、体积庞大;第三施工环境复杂多变。将BIM引入大跨工程的设计与施工过程,进行分析与优化,可以确保设计与施工方案的可行性,提高大跨工程项目的生产效率。...

 BIM技术在大跨空间结构中的应用简介

李建华

陕西延长石油房地产公司

近年来,应经济发展的需要,大跨复杂工程项目越来越多,如国家体育场鸟巢等,这对结构设计与施工提出了更高的要求。大跨工程项目的建设与施工存在以下特点:

一、构件多、结构设计复杂

在大跨工程设计中涉及大量的构件,为了满足结构安全的要求,大跨工程设计一般比较复杂,特别是在构件的连接处往往更为复杂,因此在结构设计上容易出现一些冲突问题,如配筋冲突、连接件冲突等。传统上,设计问题主要依靠设计者的经验在基于二维设计图纸进行检测。然而由于工程设计相对复杂,仅依靠二维的图纸难以有效检测出这些问题,直至施工中才发现问题,从而致使施工返工、工期延迟等。另外,即使检测出相关设计问题,由于基于二维图纸进行修改,也不能保证设计的统一性、且修改效率低,结构设计的复杂性也导致了施工的复杂性,如复杂的施工工序、复杂的资源配置等。

二、预制构件多、体积庞大

大跨空间结构往往为钢结构,大都涉及大量的预制构件,这些构件或现场预制或工厂中生产,之后再运输到施工现场安装。这就对构件的尺寸设计与生产提出了更高的要求,否则容易导致尺寸不匹配。现场一旦出现构件尺寸问题,或修改图纸、或改造构件。这不仅导致施工停滞,而且大大增加了设计与建造成本。

    预制构件体积和重量较大,且数量多,构件的生产、运输和吊装等也存在潜在的问题。一是这些构件如何在工厂中正确地生产并运输到施工现场。现场管理人员需要反复验证设备构件的进场时间、顺序及路线,以达到最优的施工现场管理。二是大型构件的吊装是大跨工程中不可缺少的一道工序,如何正确安排大型构件的吊装工序,将直接影响到工程能否顺利完成并达到施工进度和质量的要求。三是大跨工程中会大量使用到施工机械,如吊装工序中需要使用到的塔吊等,这些施工机械的需求有多少,强度是否满足施工要求,吊装重量是否合理等,都需要现场管理人员进行精确的计算和验证。然而,在以经验为基础的生产、运输与施工规划中,无法有效预测和提前解决这些问题,故只能等待问题出现。

三、施工环境复杂多变

由于大跨项目的单一性、复杂环境的单一性,故对于任何一个工程师而言,都是一个全新的项目,全新的施工环境。因此,面对一个新的、复杂的施工环境,即使经验丰富的工程师,也难于保证施工方案的可行性、有效性。这也是施工问题时常出现的主要原因,从而导致施工工期拖延、成本增加、安全问题频发等。

    这些问题通常在施工阶段才能发现,从而影响了施工进度和成本,也将影响施工安全。与此同时,为了解决出现的工程设计与施工问题,不得不配置更多的人员,由此管理成本也大幅度增加。因此,保证大跨工程设计的可建造性与施工方案的可行性对桥梁工程的高效实施是十分重要的。

建筑信息模型(BIM,Building information model)作为一种管理理念,产生于19世纪70年代,目前BIM在欧美等发达国家的建筑业已得到较好的推广与应用,近年来在我国也得到一定的应用,特别是在建筑工程项目中取得了一定的成效。一方面,为建设项目的设计与施工提供了有效的支持,另一方面,为项目的各个参与方提供了一个有效的协同工作与交流平台。从而减少了设计与施工返工、提高了工程质量,并节约了建造成本与工期等。将BIM引入大跨工程的设计与施工过程,进行分析与优化,可以确保设计与施工方案的可行性,提高大跨工程项目的生产效率。

 

(本文来源:陕西省土木建筑学会    文径网络设计项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)

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