基于Dynamo 的預(yù)制梁場(chǎng)施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)控制研究

鮑英基，劉桂君，劉俊，梁恩堂

（1.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程學(xué)院，江蘇 徐州221116；2.浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司，杭州310000；3.江蘇東南工程咨詢有限公司，南京210018）

1 引言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，預(yù)制施工因?yàn)槠淇焖俑咝А⒐?jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地應(yīng)用到公路和鐵路橋梁的建設(shè)中[1，2]。現(xiàn)階段預(yù)制梁場(chǎng)施工大多是工程人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，而預(yù)制梁場(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)度要根據(jù)橋梁工程施工進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，經(jīng)常因?yàn)檫M(jìn)度安排不合理導(dǎo)致管理混亂和資源浪費(fèi)，從而影響工程進(jìn)度并增加了工程成本[3]，因此，預(yù)制梁場(chǎng)的施工進(jìn)度需要更為科學(xué)高效的管理。

BIM 技術(shù)是一種通過(guò)對(duì)建筑設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化表示實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目信息化、精細(xì)化、智能化的變革性技術(shù)，具有協(xié)同設(shè)計(jì)、碰撞檢查、施工進(jìn)度模擬和成本控制等功能[4]，其在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入[5]。而預(yù)制梁場(chǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要多專業(yè)多方協(xié)調(diào)，使用BIM 技術(shù)可以有效地提高預(yù)制梁場(chǎng)的管理效率。本文針對(duì)具體工程項(xiàng)目，利用BIM 技術(shù)創(chuàng)建預(yù)制梁場(chǎng)三維模型，基于Dynamo 可視化編程軟件實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁場(chǎng)施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)控制，對(duì)提高預(yù)制梁場(chǎng)的生產(chǎn)效率和管理水平具有指導(dǎo)意義。

2 預(yù)制梁場(chǎng)BI M模型創(chuàng)建

本項(xiàng)目為272 省道徐州至沛縣公路建設(shè)工程市區(qū)段，項(xiàng)目路線起于徐州市區(qū)三環(huán)北路與中山北路交叉處，向北經(jīng)鼓樓區(qū)至銅山區(qū)與沛縣交界處，全線共有橋梁34 座，其中特大橋1 座、大橋18 座、中橋10 座、小橋5 座，橋梁總長(zhǎng)約6 647.96 m，根據(jù)施工方案共設(shè)2 個(gè)預(yù)制梁廠。

傳統(tǒng)的預(yù)制梁場(chǎng)布置一般用二維圖紙表示，雖然圖紙中標(biāo)有場(chǎng)區(qū)內(nèi)各區(qū)域的位置，但是不夠清晰，因此，采用BIM 軟件創(chuàng)建三維模型可以更好地進(jìn)行可視化管理。常用的BIM 軟件平臺(tái)有Autodesk、Bentley 和Dassault，3 個(gè)平臺(tái)都有各自的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)比選Autodesk 公司的Revit 具有建模方便、通用性廣、二次開(kāi)發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)。使用Revit 創(chuàng)建的預(yù)制梁場(chǎng)三維可視化模型如圖1 所示，包括預(yù)制梁生產(chǎn)區(qū)、鋼筋加工場(chǎng)、安全體驗(yàn)區(qū)、公司大門(mén)、住宿區(qū)、民工宿舍、存梁區(qū)、預(yù)留實(shí)驗(yàn)室、辦公樓、預(yù)留電源等。根據(jù)橋梁施工方案，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)度為40.8 m 和30.8 m 的箱梁預(yù)制臺(tái)座各10 個(gè)，安裝跨徑為28 m的100 t 和80 t 龍門(mén)吊各2 臺(tái)，用于箱梁的轉(zhuǎn)運(yùn)及裝車(chē)，存梁區(qū)最多可以存放40 片預(yù)制梁，因此，必須協(xié)調(diào)好橋梁架設(shè)施工與預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)之間的進(jìn)度關(guān)系。

圖1 預(yù)制梁場(chǎng)二維及三維布置

3 Dyanmo 可視化編程進(jìn)度控制

本項(xiàng)目箱梁預(yù)制計(jì)劃施工工期為8 個(gè)月，鋼筋在鋼筋加工場(chǎng)集中加工后現(xiàn)場(chǎng)安裝，混凝土由混凝土拌和站負(fù)責(zé)供應(yīng)。由于臺(tái)座數(shù)量較多且箱梁預(yù)制工藝流程復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的表格和文檔很難清晰地反映各個(gè)臺(tái)座的生產(chǎn)狀態(tài)。因此，對(duì)箱梁預(yù)制施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行分析，提取模板安裝、鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道安裝、混凝土澆筑、混凝養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉壓漿和移梁存放6 個(gè)主要環(huán)節(jié)，分別用6 種顏色與上述6 個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)各片主梁顏色隨著工期動(dòng)態(tài)調(diào)整，并不能簡(jiǎn)單地在模型中對(duì)臺(tái)座設(shè)置顏色，而是要通過(guò)“過(guò)濾器”功能對(duì)各施工關(guān)鍵步驟上色如圖2 所示。

圖2 添加顏色過(guò)濾器

顏色設(shè)置完成后，利用可視化編程軟件Dynamo 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁生產(chǎn)狀態(tài)隨工期動(dòng)態(tài)變化，需要將每一個(gè)臺(tái)座的開(kāi)始工期、當(dāng)前工期輸入Excel，通過(guò)公式計(jì)算出每一個(gè)臺(tái)座當(dāng)前的進(jìn)度如表1 所示，本項(xiàng)目施工準(zhǔn)備及箱梁預(yù)制模板安裝2 d，鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道安裝4 d 左右，混凝土澆筑1 d，混凝土養(yǎng)護(hù)7 d，預(yù)應(yīng)力張拉壓漿2 d，移梁存放繼續(xù)養(yǎng)生到設(shè)計(jì)強(qiáng)度共35 d 左右。

表1 各臺(tái)座施工進(jìn)度

Excel 中的數(shù)據(jù)完成后，將Revit 模型的Element 轉(zhuǎn)換為Dynamo 中的Geometry 節(jié)點(diǎn)，然后利用Dynamo 自動(dòng)遍歷Excel 運(yùn)行，與Revit 中添加的參數(shù)匹配，通過(guò)修改Excel 中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)Revit 模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁場(chǎng)施工進(jìn)度可視化動(dòng)態(tài)管理，Dynamo 編程節(jié)點(diǎn)如圖3 所示。

圖3 Dynamo 可視化編程節(jié)點(diǎn)

4 結(jié)語(yǔ)

隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，橋梁工程建設(shè)正在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，預(yù)制梁場(chǎng)作為公路和鐵路標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁主要生產(chǎn)場(chǎng)所，其管理水平有待提高。本文通過(guò)Revit 創(chuàng)建的BIM 模型實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁場(chǎng)的三維可視化，在此基礎(chǔ)上通過(guò)Dynamo 可視化編程軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，達(dá)到預(yù)制梁場(chǎng)施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)控制，對(duì)提高預(yù)制梁場(chǎng)的生產(chǎn)效率和管理水平具有指導(dǎo)意義。