德國(guó)克瑪項(xiàng)目建設(shè)安全管理的BIM技術(shù)應(yīng)用研究

摘要：BIM 技術(shù)作為先進(jìn)三維信息化模型技術(shù)，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，已被建筑業(yè)廣泛地接受。我公司在德國(guó)克瑪項(xiàng)目，利用BIM 技術(shù)的模擬性特點(diǎn)，分析預(yù)測(cè)工程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素，提前對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工安全管理水平的提升，為建設(shè)安全管理BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);大跨鋼結(jié)構(gòu);施工安全;危險(xiǎn)源分析

0 前言

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡(jiǎn)稱，是指以三維數(shù)字化信息模型為基礎(chǔ)，可以集成建筑項(xiàng)目的各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、和管理等多個(gè)學(xué)科，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到施工，再到運(yùn)營(yíng)管理的全過(guò)程。我國(guó)把 BIM 技術(shù)作為一種工程信息化管理的工具，通過(guò)BIM 建筑模型整合工程信息，在項(xiàng)目全生命周期過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞與分享，對(duì)建筑項(xiàng)目提高效率、節(jié)約成本、監(jiān)督質(zhì)量、保障安全等方面發(fā)揮了重要作用。

1， BIM技術(shù)特點(diǎn)

信息技術(shù)一定程度上改變了人們生產(chǎn)生活的模式， BIM 技術(shù)的到來(lái)，極大地幫助建設(shè)項(xiàng)目由粗放式、繁瑣式向精細(xì)化、現(xiàn)代化方向變化。BIM主要有四個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：

1.1 可視化

傳統(tǒng)建筑施工圖，以二維為主，構(gòu)件信息用線條表達(dá)，實(shí)際構(gòu)造形式，必須依靠工程專業(yè)技術(shù)人員去理解實(shí)現(xiàn)。而現(xiàn)代建筑形式、造型復(fù)雜，光憑人腦去想象已不太現(xiàn)實(shí)。利用BIM模型的三維立體模型，可以方便地為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的各類(lèi)溝通、討論、決策搭建視覺(jué)平臺(tái)，可視化使得各方認(rèn)識(shí)很容易統(tǒng)一。

1.2協(xié)調(diào)性

現(xiàn)代建筑項(xiàng)目，往往功能交叉，工藝復(fù)雜，導(dǎo)致各專業(yè)之間非常容易出現(xiàn)碰撞問(wèn)題，特別是管線設(shè)計(jì)，常常會(huì)出現(xiàn)暖通、給排水、強(qiáng)弱電、消防等出現(xiàn)或多或少的碰撞問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題不宜在平面圖紙中識(shí)別，容易造成后期施工中的返工現(xiàn)象。利用BIM建筑信息模型開(kāi)展碰撞檢查，就能很好地對(duì)多專業(yè)問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)行電子施工預(yù)演，實(shí)現(xiàn)工程問(wèn)題預(yù)控。

1.3模擬性

借助BIM建筑模型，還可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，預(yù)演施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容， 提前分析施工過(guò)程中的影響因素，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)施工安全管理的預(yù)警。

1.4優(yōu)化性

BIM技術(shù)能很好的提高工程構(gòu)件的信息量，暴露復(fù)雜問(wèn)題，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，為整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程提供各種優(yōu)化的便捷手段。如方案優(yōu)化、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化、施工優(yōu)化等等。

2. 大跨鋼結(jié)構(gòu)廠房施工安全問(wèn)題

相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、剛度大，故適用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。但是，由于鋼結(jié)構(gòu)施工的裝配式特點(diǎn)，其施工工期往往較短，高空作業(yè)、立體交叉作業(yè)多，吊裝重型構(gòu)件頻繁，施工人員經(jīng)常處于高空作業(yè)狀態(tài)，發(fā)生事故的概率風(fēng)險(xiǎn)很大，常見(jiàn)的危險(xiǎn)因素如下：

2.1、起吊作業(yè)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素，

（1）起吊鋼柱或鋼梁中，因起吊角度過(guò)大或構(gòu)件起吊點(diǎn)設(shè)置不合理引起吊機(jī)傾覆。

（2）起吊鋼絲繩質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)起吊過(guò)程中斷裂，導(dǎo)致構(gòu)件墜落傷人。

（3）吊機(jī)未經(jīng)檢驗(yàn)合格，作業(yè)時(shí)引發(fā)事故。

（4）違章冒險(xiǎn)作業(yè)，司索、指揮人員由無(wú)證人員代替，引發(fā)事故。

（5）吊裝時(shí)未設(shè)置警戒區(qū)域和有效的警戒維護(hù)，造成構(gòu)件砸傷或碰傷。

（6）大風(fēng)和極端天氣冒險(xiǎn)作業(yè)，導(dǎo)致事故發(fā)生。

2.2鋼構(gòu)安裝階段的危險(xiǎn)因素，

（1）鋼柱臨時(shí)固定不牢固，導(dǎo)致鋼柱傾覆傷人，造成物體打擊事故。

（2）鋼柱與鋼梁連接處無(wú)可靠施工平臺(tái)，工人懸空作業(yè)，高處墜落危險(xiǎn)。

（3）安裝使用的工具無(wú)安全保護(hù)繩，可能導(dǎo)致工具墜落傷人。

（4）工人高處作業(yè)時(shí)未正確系用安全帶、安全帽等安全防護(hù)用品。

2.3鋼樓板安裝階段危險(xiǎn)因素，

（1）鋼板鋪設(shè)未進(jìn)行固定，突遇大風(fēng)，墜落傷人或發(fā)生溜板。

（2）鋼板堆放不均，導(dǎo)致屋面超載，引起整體變形或局部坍塌。

3. 施工危險(xiǎn)源分析方法

針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素，我們預(yù)先進(jìn)行了分類(lèi)分析，編制了對(duì)應(yīng)的預(yù)控措施。見(jiàn)下表。

4. 基于BIM技術(shù)的安全預(yù)控方法

4.1 BIM 模型的建立

為了能夠有效降低高空墜落、坍塌、物體打擊三類(lèi)事故的發(fā)生，我們建立了以危險(xiǎn)源識(shí)別為基礎(chǔ)的BIM 鋼結(jié)構(gòu)車(chē)間施工模型，構(gòu)建了施工場(chǎng)地，布置了機(jī)械設(shè)備，模擬了操作人員的工作位置。

4.2 鋼構(gòu)安裝流程模擬

我們利用BIM技術(shù)的模擬性，對(duì)大跨度折線梁的安裝過(guò)程進(jìn)行電子施工方案實(shí)施模擬，分析了吊裝設(shè)備空間布置、起重設(shè)備的選型、操作工人的作業(yè)平臺(tái)、安全繩的設(shè)置等等內(nèi)容，根據(jù)動(dòng)畫(huà)模擬結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化了鋼結(jié)構(gòu)安裝方案。

5.克瑪項(xiàng)目施工安全管理BIM應(yīng)用

德國(guó)克勞斯瑪菲高端注塑機(jī)智能制造廠房工程項(xiàng)目，項(xiàng)目位于嘉興市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，建筑規(guī)模 45245.88平方米，建筑高度23.8米。主生產(chǎn)車(chē)間一層，為36m大跨度折線梁結(jié)構(gòu)，需要分三段進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝，高空作業(yè)，具有較大的危險(xiǎn)性。本工程利用BIM技術(shù)，開(kāi)展項(xiàng)目重大危險(xiǎn)源分析并模擬了鋼結(jié)構(gòu)施工安裝過(guò)程，為安全管理提供了技術(shù)支撐。下圖為鋼構(gòu)安裝模擬圖。

6.結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目利用BIM 技術(shù)對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的吊裝施工過(guò)程進(jìn)行了危險(xiǎn)源分析和施工模擬，借助可視化表現(xiàn)手段，可以在不同施工階段、不同角度下觀察結(jié)構(gòu)安裝的過(guò)程狀況，全面分析可能的影響因素，較好地提升了大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中安全管理的水平;在施工管理的信息化的道路上做了有益的探索，體現(xiàn)出BIM技術(shù)在工程管理中的價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：盧甬，男（1963.2---），漢族，浙江寧波人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：工程監(jiān)理/信息化管理

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