BIM軟件在孟加拉國輕軌6號線鋼結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用

王磊

中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000

借助BIM軟件，可以從根本上提升鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量水平，運用開放式平臺監(jiān)管鋼結(jié)構(gòu)加工全過程[1]。同時，BIM軟件還可以對鋼結(jié)構(gòu)加工期間的細(xì)部設(shè)計、制造及管理等全過程進行調(diào)整。利用BIM軟件構(gòu)建其開放式集成建筑模型，可以處理大容量數(shù)據(jù)，使創(chuàng)建的模型更加精準(zhǔn)細(xì)致，適用于設(shè)計與施工環(huán)節(jié)中。

1 BIM軟件在孟加拉國輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用重要性

BIM軟件可應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)加工期間的設(shè)計、開發(fā)、施工安裝全過程，實施期間的信息流程較為可靠，結(jié)果準(zhǔn)確性更高，可以切實保障鋼結(jié)構(gòu)加工期間的產(chǎn)品能夠按時交付，增強實際生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的經(jīng)濟效益。

同對比分析鋼結(jié)構(gòu)加工傳統(tǒng)三維繪圖技術(shù)手段，BIM技術(shù)可以將鋼結(jié)構(gòu)加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)利用三維模型的方式展現(xiàn)，為輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計環(huán)節(jié)提供重要的可視化支持，確保工程在設(shè)計與施工期間的各環(huán)節(jié)均能夠體現(xiàn)在模型之中，使施工人員準(zhǔn)確掌握工程結(jié)構(gòu)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案存在的各類問題，制定出專項可行解決對策[2]。

通過將BIM技術(shù)高效應(yīng)用在孟加拉國輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工項目設(shè)計管理工作中，也可以為相關(guān)工作人員直觀展現(xiàn)出輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工結(jié)構(gòu)空間關(guān)系特征，對實際設(shè)計方案進行不斷優(yōu)化，最大限度降低涉及變更問題發(fā)生概率。

2 鋼結(jié)構(gòu)加工項目概況

本文以孟加拉國輕軌6號線CP02標(biāo)車輛段鋼結(jié)構(gòu)工程為例，該項目主要由兩個大型鋼結(jié)構(gòu)建筑即車輛維護檢修廠房、車輛停放廠房和若干個其他輔助小建筑組成。本項目廠房建筑采購門式鋼結(jié)構(gòu)形式，主要架構(gòu)包括鋼架柱、鋼架斜梁、支撐、檁條、系桿、山墻骨架，等等。廠房內(nèi)部還有許多附屬小構(gòu)件，為輕軌車輛的供電、檢修及建筑內(nèi)部的照明、消防、通風(fēng)等系統(tǒng)服務(wù)，需要從根本上保障附屬鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量水平，加強BIM技術(shù)應(yīng)用效果。

3 BIM軟件在孟加拉輕軌鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計中的應(yīng)用

在本項目鋼結(jié)構(gòu)加工過程中，深化設(shè)計主要用于將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為各類工廠加工圖紙文件，以從根本上控制實際加工過程中的誤差問題。相較于普通設(shè)計環(huán)節(jié)而言，深化設(shè)計工作所提供的施工圖紙能夠?qū)⒏髁悴考幪枴⒁?guī)格長度、工藝及螺栓規(guī)格數(shù)量標(biāo)注清晰，直接應(yīng)用于實際安裝過程中。同時，鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙為單線圖紙，圖紙內(nèi)部會提供零部件規(guī)格、重量、節(jié)點詳圖等內(nèi)容。深化設(shè)計工作開展后才能夠出零件圖、構(gòu)件圖，為后續(xù)工廠加工、工地安裝等環(huán)節(jié)提供更加準(zhǔn)確的鋼材料、材料種類、螺栓用量等信息。借助BIM軟件，可以對構(gòu)建起的模型信息進行集成與分享，構(gòu)建起更加詳盡的鋼結(jié)構(gòu)加工模型。具體來說，在構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計模型過程中，需要嚴(yán)格遵循以下流程：

3.1 確定編號規(guī)則

通過設(shè)立模型中的零件及構(gòu)件編號，可以直接影響到出圖效率、工廠配置、工地安裝水平。由于在出圖過程中會應(yīng)用到過濾功能，因此做好編號工作也能夠切實提升實際出圖效率，便于后期工廠零件的加工以及裝配水平[3]。編號的制定工作應(yīng)當(dāng)切實保障合理性、準(zhǔn)確性、簡單性，結(jié)合鋼架組件結(jié)構(gòu)特征完成編號設(shè)計工作。將構(gòu)件所處于的位置作為編號制定的重要依據(jù)，使相關(guān)工作人員能夠借助編號就可直接找到構(gòu)件，從根本上提升了鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝效率?，F(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)加工模型建立過程中，由于存在多用戶系統(tǒng)操作模式，導(dǎo)致同一構(gòu)件的編號卻不同，因此需要著重關(guān)注編號設(shè)立期間的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性，明確編號規(guī)則。

3.2 熟悉安裝圖紙

在利用BIM軟件構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)加工深化模型過程中，還需要明確安裝圖紙內(nèi)容，要求圖紙內(nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)有施工總說明、節(jié)點詳、業(yè)主會議紀(jì)要、客戶及產(chǎn)品加工需求等內(nèi)容。重點審核圖紙內(nèi)構(gòu)件規(guī)格、材質(zhì)、焊縫等級、設(shè)計變更情況，確保安裝圖紙能夠在后續(xù)指導(dǎo)安裝工作有序開展期間發(fā)揮出重要作用。

3.3 設(shè)置狀態(tài)

為切實保障鋼結(jié)構(gòu)加工工作效率，在 BIM軟件中會推薦使用多用戶建模方式。將模型內(nèi)不同結(jié)構(gòu)設(shè)置單獨狀態(tài)，并分配給不同技術(shù)人員進行建模處理，從根本上提升后續(xù)建模過濾、材料統(tǒng)計、螺栓統(tǒng)計效率，使整個工作流程更為清晰。

3.4 工作視圖命名

如果構(gòu)建起的BIM三維模型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要創(chuàng)建大量的視圖，還需要嚴(yán)格遵循工作視圖命名規(guī)則，確保工作人員能夠根據(jù)名稱直接找到自己責(zé)任劃分內(nèi)的視圖；

3.5 碰撞檢查

在鋼結(jié)構(gòu)加工過程中采用 BIM軟件，還可以高效完成碰撞檢查工作，切實保障鋼結(jié)構(gòu)施工期間的準(zhǔn)確性，最大限度控制現(xiàn)場設(shè)備與鋼架生產(chǎn)過程中產(chǎn)生出的碰撞問題，從根本上保障實際生產(chǎn)效果；

3.6 模型審核

國外輕軌鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計工作的流程極為繁雜，在借助BIM軟件構(gòu)建起三維模型后，還需要對構(gòu)件起的模型進行細(xì)致審核，確保模型內(nèi)容能夠深刻體現(xiàn)出實際深化設(shè)計意圖[4]。在原有深化設(shè)計過程中，工作人員需要借助節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)圖對CAD圖紙上的節(jié)點及構(gòu)件進行深化處理，并在圖紙確立后進行制作加工工作。由于鋼結(jié)構(gòu)加工會涉及到構(gòu)件擴口處理，因此此種節(jié)點設(shè)計只能夠使用摩擦型高強螺栓。BIM軟件可以有效提升深化設(shè)計水平，控制工程施工期間的造價與施工成本。

3.7 核實數(shù)據(jù)庫

由于多用戶操作模式需要在不同電腦上操作，雖然建設(shè)期間的分工較為明確，但模型之間的聯(lián)系存在，在數(shù)據(jù)庫實際運行期間會經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫不一致、模型不一致問題，可以利用BIM模型中的校核數(shù)據(jù)庫功能，對模型數(shù)據(jù)庫進行校正與校正，確保數(shù)據(jù)及圖紙的準(zhǔn)確性。

4 BIM軟件在孟加拉輕軌鋼結(jié)構(gòu)指導(dǎo)加工中的應(yīng)用

在建立起正確的輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工模型后，還需要生成零件及構(gòu)件加工圖紙，然后將圖紙以及報表分別提供給不同部門。

4.1 對模型進行編號操作

在使用CAD軟件期間，圖紙編號較為自由，但存在的錯誤概率較大。BIM軟件標(biāo)號工作較為系統(tǒng)，然后準(zhǔn)備時間較長，但不會出現(xiàn)誤差問題，BIM軟件主要就是構(gòu)建起核心數(shù)據(jù)庫在實際生產(chǎn)加工過程中涉及到的圖紙及報表均需要嚴(yán)格遵照模型信息。在模型建立完畢后，不可過于著急出圖，而是需要先對模型進行編號處理，注重檢查材料表及構(gòu)件表內(nèi)容，避免在模型建立過程中出現(xiàn)材料誤差問題。

如果發(fā)現(xiàn)模型建立期間存在標(biāo)號較為奇怪的情況，可以借助軟件內(nèi)的過濾功能找到編號所處位置，清除編號后對模型進行校準(zhǔn)。

如果構(gòu)件編號存在不連續(xù)問題，極有可能是在建模期間誤刪部分零件導(dǎo)致，因此需要將原有標(biāo)號選項打開，取消所選構(gòu)件編號，對編號進行重新設(shè)置。

4.2 著重關(guān)注模型出圖質(zhì)量

在輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工工作開展過程中，需要結(jié)合輕軌鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)加工特征，選擇適宜的工藝生產(chǎn)圖紙以及電氣設(shè)備生產(chǎn)廠家。由于鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)加工期間涉及到的流程較多，難免會出現(xiàn)圖紙變更問題。利用BIM技術(shù)中的TS軟件，可以將模型中設(shè)立的梁體、柱體、板體與各節(jié)點螺栓進行結(jié)智能化管控。如梁體屬性發(fā)生改變的情況下，基于模型的屬性也會隨之發(fā)生變化，零件安裝以及設(shè)備總布置圖更改為現(xiàn)有狀態(tài)，切實保障圖紙內(nèi)容的繪制水平。

不同圖紙生成及管理要求不同，以零件圖紙為例。鋼結(jié)構(gòu)零件圖紙需要圖紙內(nèi)容清晰、簡單、尺寸精準(zhǔn)。零件圖設(shè)計水平可直接反映出設(shè)計人員專業(yè)素質(zhì)以及BIM軟件的實際操作情況；在施工圖紙繪制完畢后，施工人員通常需要較長時間理解圖紙內(nèi)部呈現(xiàn)出的空間構(gòu)建關(guān)系，導(dǎo)致后續(xù)安裝進程較為緩慢。因此在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件圖紙繪制過程中，還需要提供各零件3D視圖，要求零件空間位置可以準(zhǔn)確反映在圖紙上。

4.3 工廠加工制造管理

在工業(yè)加工前期制造管理過程中，需要為采購部門提供準(zhǔn)確詳盡的材料采購清單，針對清單內(nèi)容進行詢價與招標(biāo)工作，通常情況下，設(shè)計清單的編制主要是由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員完成，結(jié)合清單內(nèi)容對材料進行細(xì)致統(tǒng)計，并與客戶結(jié)算。

在原有設(shè)計工作中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員只可以提取大致用鋼量，實際用鋼數(shù)值的精準(zhǔn)度不足。結(jié)算人員需要對每個鋼構(gòu)件都進行統(tǒng)計，統(tǒng)計過程中經(jīng)常會出現(xiàn)誤差問題[5]。通過使用BIM軟件，可以從構(gòu)建起的三維立體模型中自動生成螺栓報表、結(jié)構(gòu)表面報表及材料報表，報表內(nèi)容可詳盡展現(xiàn)出不同結(jié)構(gòu)的總量及規(guī)格，對保障工廠加工質(zhì)量管理水平，從根本上提升鋼結(jié)構(gòu)加工制造期間的綜合效益意義重大。

同時，與其他設(shè)計類軟件相比，BIM軟件具有更加強大的螺栓統(tǒng)計功能，在原有螺栓統(tǒng)計過程中，需要采用人工的方式對螺栓長度、數(shù)量以及實際安裝情況進行準(zhǔn)確計算，實際計算工作效率不高，且計算期間經(jīng)常會出現(xiàn)誤差問題。對于生產(chǎn)對象是較為復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)而言，人工統(tǒng)計螺栓的方式并不可行，應(yīng)當(dāng)配合使用BIM技術(shù)軟件，在構(gòu)建起的鋼結(jié)構(gòu)模型中自動生產(chǎn)全面精準(zhǔn)的報表，為實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)期間的高質(zhì)化與高效化目標(biāo)奠定堅實技術(shù)基礎(chǔ)。

在BIM軟件建模前，不同生產(chǎn)期間的狀態(tài)需要設(shè)置不同流程，使統(tǒng)計工作能夠得到更加系統(tǒng)的管控。舉例而言，如果想統(tǒng)計一個機組中的附屬鋼結(jié)構(gòu)材料以及螺栓數(shù)量，可以在BIM軟件中將狀態(tài)顯示成該機組狀態(tài)的所有元素，而后利用模型中的零件信息輸出報表。

5 BIM軟件在輕軌鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)與運輸管理中的應(yīng)用

BIM軟件也會在輕軌鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)與運輸管理中得到充分利用，借助模型具體信息及內(nèi)容對鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)全過程進行狀態(tài)管理，確保鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)期間的各項時間概念能夠進一步細(xì)化。通過對明確不同鋼結(jié)構(gòu)屬性，制定鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)期間的計劃預(yù)制日期、計劃安裝日期等，可以對鋼結(jié)構(gòu)實際生產(chǎn)時的進度進行全程跟蹤，并按照具體情況調(diào)整施工技術(shù)方案。

結(jié)合運輸車輛實際運載重量，結(jié)合構(gòu)件種類選擇適宜的裝車規(guī)格，統(tǒng)計裝車重量。在構(gòu)件出廠前，明確構(gòu)件運輸種類、裝車重量以及貨物發(fā)貨日期等內(nèi)容，切實保障貨物運輸水平，確保貨物運輸工作不會被其他不良因素干擾。

6 BIM軟件在輕軌鋼結(jié)構(gòu)指導(dǎo)安裝中的應(yīng)用

在輕軌鋼結(jié)構(gòu)施工期間，施工圖紙主要為單線圖，圖紙只可以提供較零件的規(guī)格、材料以及節(jié)點詳圖等情況，需要對圖紙內(nèi)容進行二次深化處理。并借助BIM軟件完成模型安裝圖紙的輸出工作。

在實際施工期間，安裝圖紙主要供現(xiàn)場人員安裝指導(dǎo)，對于較為復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，可以直接輸出建筑工程的立面以及樓面布置圖紙。如果鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中涉及到的結(jié)構(gòu)形式較為簡單，還可以只輸出3D安裝圖紙，使圖紙內(nèi)部的部件安裝位移、螺栓長度以及實際安裝期間的各類情況更加詳盡地表達(dá)出來，確保鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場實際安裝效果。

7 結(jié)語

總而言之，通過將BIM軟件應(yīng)用在輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工全過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)圖紙自動生成目標(biāo)，確保各參與部門密切配合，以從根本上提升輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工深化設(shè)計效果。為切實保障BIM技術(shù)應(yīng)用水平，還需要在BIM軟件技術(shù)上配合使用功能更加完善的TS軟件，增強鋼結(jié)構(gòu)加工廠運行全過程的信息傳輸水平，切實保障輕軌鋼結(jié)構(gòu)加工工作開展效果。