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华中第一高楼武汉中心大厦封顶,BIM技术立战功

作者:未知 来源:  更新时间:2015-07-08 17:07:53
4月16日,位于武汉中央商务区的地标建筑武汉中心大厦封顶,其438米的高度,超过同在武汉的民生银行大厦,刷新了“华中第一高楼”纪录。武汉中心大厦由4层裙楼、88层塔楼组

4月16日,位于武汉中央商务区的地标建筑武汉中心大厦封顶,其438米的高度,超过同在武汉的民生银行大厦,刷新了“华中第一高楼”纪录。武汉中心大厦由4层裙楼、88层塔楼组成,建筑面积35.6万m2,建筑高度438m,钢结构总量4.3万t,中建钢构有限公司(以下简称“中建钢构”)承建了武汉中心项目钢结构工程。

    钢结构施工难度大 

    武汉中心塔楼为巨柱框架-核心筒-伸臂桁架体系,该体系由三部分组成:部分楼层内置型钢或钢板的钢筋混凝土核心筒、钢管混凝土柱和钢梁形成的框架(设置五道加强环带桁架)、连接巨柱和核心筒的三道伸臂桁架。钢结构构造复杂,对施工精度要求高,同时也带来许多施工难题。

    一是专业交叉极多、协调难度大。钢构、土建、机电、幕墙等专业交叉作业,而钢结构施工处于施工流水的端头,及时配合其他专业提供作业面是工程各方协同工作的重要前提。二是钢结构材料需求多样。项目总用钢量4.3万t,所需板材厚度在10~100mm之间分布数十种,这对材料采购、库存管理、工艺排版、余料管理等来说是严峻考验。三是钢构件节点复杂。部分钢构件节点设计复杂,制作工艺难以满足,精度要求高。四是进度控制风险因素大。钢结构施工在设计图纸、深化设计、制作加工,现场安装等各环节所需时间均要把控,任一环节出现延误都将直接导致现场施工停滞,带来不可估量的损失。 

    BIM技术立战功

    为布局钢结构行业信息化战略,并逐步使钢结构项目管理走向精细化道路,中建钢构实施信息化战略,依托武汉中心项目大力试行BIM管理,开发出贯穿深化设计、材料采购、制作加工、现场安装的建筑项目全生命周期协作管理平台,以完整详实的信息模型为基础,为各专业配合提供串联协同。不同岗位的技术人员都可以在模型中获取所需信息,在指导自身工作的同时又可以将工作的相应成果更新到模型中,从而达到管理升级、降本增效的目的。

    武汉中心项目钢结构施工BIM应用管理由中建钢构总部、区域公司、制造厂和项目部三级纵深机构共同建设,应用TeklaStructure(深化设计)、AutoCAD(深化设计、现场协调)、物联网系统(材料管理)、SinoCAM(制造工艺)、钢结构BIM平台(构件制造、安装)、Autodesk3dsMAX(施工模拟)等软件,并配备了电脑客户端、扫描枪终端、服务器及网络等硬件设施。

   武汉中心项目依托钢结构深化设计模型生成的BIM模型,实现过程可视化管理和信息共享,主要应用点包括模型自动化处理、钢构数字化建造、资源集约化管理、工程可视化管理、施工过程信息智能管理等。在具体实施应用中,可有效解决传统施工模式中遇到的难题。

    专业交叉问题。使用TeklaStructure软件对深化设计模型进行碰撞校核,检测结构节点碰撞、预留管洞碰撞等信息。在检测出碰撞后,经过与结构设计沟通和二次优化,加以合理调整。

   该应用使得原本复杂的二维图纸不能体现的问题直观地以三维图像显示出来,便于各方协调处理,克服了信息交流障碍,避免返工,提高了施工效率。同时,为各方提供了良好的作业面。

    材料管理问题。钢结构BIM平台,通过物联网无线射频识别技术,实时更新项目材料精确位置,优化排版取料顺序,可直接降低30%以上的找料工作量。

    工艺排版是合理利用材料、提高生产效率必不可少的环节,钢结构BIM平台可自动完成截面拆分,直接用于排版软件套料。在提高材料周转率的同时,实现自动化混合排料,使常规板材材料损耗控制在4%左右。

    复杂钢节点问题。武汉中心项目存在多处复杂钢节点,利用传统的二维图纸很难全面考虑其潜在问题。应用BIM模型后,参与各方均可在模型中直观地获取相应信息,并协调更新模型。如,项目和深化人员在BIM模型中发现,伸臂桁架节点处牛腿众多、焊接空间有限,若采用设计给出的全焊接形式,工艺难度极大且焊接质量难以保证,经与设计院沟通,将该节点优化为锻钢节点,不仅降低了工艺难度,而且使得质量易于把控。

    进度风险控制问题。钢结构BIM平台可以跟踪构件加工、运输、安装情况,通过工序拆分、编码,配合扫描枪进行数据信息采集,实现施工全生命周期的工序管理。    通过施工全过程可视化应用,将各阶段(深化设计、材料采购、加工制作、构件安装)信息同步到BIM管理平台,可实时掌握项目各阶段的状态信息。如使用扫描枪采集相应工序构件信息,自动反馈至BIM模型中,并以预先赋予的不同颜色反映。

   在BIM管理平台中,各阶段参与方实现了数据共享,避免了纸质、会议等传统协调方式中交流不畅通、繁琐、效率低下等问题,使得管理人员有宏观把控的媒介,进而提升项目管理水平。

(作者:周洋洋张伟,更多内容请查阅《施工技术资讯》2015年第3期)