基于BIM技術的混凝土結構梁柱 鋼筋籠吊裝安裝技術

谷 子

(重慶大學土木工程學院， 重慶 400015)

0 引言

近幾年BIM技術作為一種新的設計、協調、建筑信息管理工具在全世界范圍內興起并廣泛應用于建筑工程的各個環節，代表著一種先進生產力體系的建立和發展。通過研究基于BIM技術的梁、柱鋼筋籠下料、制作和吊裝工藝，探索有別于傳統工藝，并符合裝配式理念的鋼筋工程施工工藝。并以此工藝來指導現場鋼筋工程的施工作業，以達到提高施工效率、減少材料浪費、提高安裝質量、減少高空作業和降低安全風險的目的。

對于相關內容的研究已經取得了了一定的進展：

沈陽建筑大學姬麗苗對傳統的2D、3D繪圖原理進行分析后并與BIM技術原理進行比較，得出BIM技術可以在在混凝土建筑設計過程中幫助設計師進行準確、有效的建筑結構設計【1】。

中建八局第二建設有限公司的劉建民、宋建對BIM技術在裝配式混凝土結構產業化中的應用進行了相關分析，建立對應的方案【2】。

1 工藝原理

基于 BIM技術的混凝土結構梁柱鋼筋籠吊裝安裝技術采用 BIM軟件（如Tekla）。根據鋼筋的接頭原則、接頭方式和規范圖集的構造要求等對柱、梁鋼筋進行拆分并建立三維模型，統計各型號鋼筋用量，優化鋼筋切割，形成鋼筋下料圖。并將柱、梁鋼筋依據拆分結果和三維模型，制定合理的鋼筋籠拆分方案，對每個拆分完成的鋼筋籠進行編號并繪制梁、柱鋼筋籠制作詳圖，制作梁、柱鋼筋籠。根據研究的鋼筋籠吊裝工藝和節點連接工藝對梁、柱鋼筋籠進行吊裝安裝。在研究過程中，為了提高鋼筋籠的制作效率和精度，獨立研發了可調節式鋼筋籠制作胎架和可調節式鋼筋籠制作限位裝置。其原理如下：

（1）可調節式鋼筋籠制作胎架由主支架、橫梁和側向帶孔撐桿三部分組成。數量可根據實際情況進行增減(如圖 1-1所示)。通過調整主支架的數量和擺放位置，可適應于不同形式，不同尺寸鋼筋籠的制作，如一字梁，十字梁，井字梁等；通過調整橫梁在主支架立桿上放置的孔位，可以改變鋼筋籠制作操作面的高低。

（2）可調節式鋼筋籠制作限位裝置由一個或多個限位板支架組成，其數量取決于鋼筋接頭平面的數量；其中每一個限位板支架由支架底座，支架立桿，橫向支撐，以及由木板制作而成的帶限位孔的限位板（1塊或2塊）組成(如圖1-2所示)。通過調整限位板的高度，可適應于不同尺寸鋼筋籠的精準制作；另外通過增加限位板支架的數量和擺放位置，可以實現不同形式鋼筋籠的精度控制。

圖1-1 可調節式鋼筋籠制作胎架圖

圖1-2 可調節式鋼筋籠制作限位裝置

2 鋼筋的BIM深化設計

在結構施工圖設計完成后，選用合適的BIM軟件（如Tekla），根據鋼筋的接頭原則、接頭方式和規范圖集的構造要求等對柱、梁鋼筋進行拆分并建立三維模型，統計各型號鋼筋用量，優化鋼筋切割，形成鋼筋下料圖。如圖2-1所示。

將柱、梁鋼筋依據拆分結果和三維模型，制定合理的鋼筋籠拆分方案，對每個拆分完成的鋼筋籠進行編號并繪制梁、柱鋼筋籠制作詳圖，為鋼筋的精準下料和鋼筋籠的制作提供圖紙依據。

圖2-1 三維模型

3 技術特點

采用了可調式胎架的鋼筋籠制作、安裝等一系列生產工藝，可實施性較高、生產速度較快、使用功能較好，具有較強的推廣性，熟悉鋼筋混凝土框架結構施工的單位都能快速掌握。在施工方法上具有以下特點：

（1）采用BIM軟件，根據鋼筋的接頭原則、接頭方式和規范圖集的構造要求等對柱、梁鋼筋進行拆分并建立三維模型，極大地提高了鋼筋深化分析效果和效率。

（2）鋼筋籠的下料和制作可由專業的鋼筋配送廠家在工廠完成，能更好的實現工業化生產，符合目前建筑產業化發展的市場需求。

（3）相對傳統工藝，減少了工人高空作業時間，降低現場施工和管理的安全風險。

（4）通過可調節式鋼筋籠制作胎架和可調節式鋼筋籠制作限位裝置進行鋼筋籠的綁扎，提高了構件的制作質量和精準度。

（5）有利于實現建造活動從粗獷的勞動密集型向精細的信息密集型轉變，并大幅度降低工期、減少成本。

4 結語

基于BIM技術的混凝土結構梁柱鋼筋籠吊裝安裝施工技術是一整套先進的施工方法和工藝。首先針對混凝土梁柱鋼筋骨架結構的特點發明了一種可調節式的胎架和一種制作鋼筋籠的可調式限位板支架組，保證了鋼筋骨架快速高效安全的綁扎成形及后期的吊裝過程。然后基于BIM技術的鋼筋籠下料、制作和吊裝工藝應用于此工程施工中取得了良好的節能、節材和節時的經濟效果。同時采用新型擠壓設備進行鋼筋籠的連接，構件制作質量和精準度提高。相對傳統工藝，減少了工人高空作業時間，降低現場施工和管理的安全風險，受天氣等因素影響較少，提高現場的施工效率。受到了業主及相關部門的好評，為承接新的工程創造了良好的條件，取得了較好的社會效益。

[1]姬麗苗. 基于 BIM 技術的裝配式混凝土結構設計研究[D].沈陽建筑大學,2013

[2]劉建民, 宋建. BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用分析[J]. 施工技術. 2017（02）:85.