基于BIM技术的混凝土结构梁柱 钢筋笼吊装安装技术

谷 子

(重庆大学土木工程学院， 重庆 400015)

0 引言

近几年BIM技术作为一种新的设计、协调、建筑信息管理工具在全世界范围内兴起并广泛应用于建筑工程的各个环节，代表着一种先进生产力体系的建立和发展。通过研究基于BIM技术的梁、柱钢筋笼下料、制作和吊装工艺，探索有别于传统工艺，并符合装配式理念的钢筋工程施工工艺。并以此工艺来指导现场钢筋工程的施工作业，以达到提高施工效率、减少材料浪费、提高安装质量、减少高空作业和降低安全风险的目的。

对于相关内容的研究已经取得了了一定的进展：

沈阳建筑大学姬丽苗对传统的2D、3D绘图原理进行分析后并与BIM技术原理进行比较，得出BIM技术可以在在混凝土建筑设计过程中帮助设计师进行准确、有效的建筑结构设计【1】。

中建八局第二建设有限公司的刘建民、宋建对BIM技术在装配式混凝土结构产业化中的应用进行了相关分析，建立对应的方案【2】。

1 工艺原理

基于 BIM技术的混凝土结构梁柱钢筋笼吊装安装技术采用 BIM软件（如Tekla）。根据钢筋的接头原则、接头方式和规范图集的构造要求等对柱、梁钢筋进行拆分并建立三维模型，统计各型号钢筋用量，优化钢筋切割，形成钢筋下料图。并将柱、梁钢筋依据拆分结果和三维模型，制定合理的钢筋笼拆分方案，对每个拆分完成的钢筋笼进行编号并绘制梁、柱钢筋笼制作详图，制作梁、柱钢筋笼。根据研究的钢筋笼吊装工艺和节点连接工艺对梁、柱钢筋笼进行吊装安装。在研究过程中，为了提高钢筋笼的制作效率和精度，独立研发了可调节式钢筋笼制作胎架和可调节式钢筋笼制作限位装置。其原理如下：

（1）可调节式钢筋笼制作胎架由主支架、横梁和侧向带孔撑杆三部分组成。数量可根据实际情况进行增减(如图 1-1所示)。通过调整主支架的数量和摆放位置，可适应于不同形式，不同尺寸钢筋笼的制作，如一字梁，十字梁，井字梁等；通过调整横梁在主支架立杆上放置的孔位，可以改变钢筋笼制作操作面的高低。

（2）可调节式钢筋笼制作限位装置由一个或多个限位板支架组成，其数量取决于钢筋接头平面的数量；其中每一个限位板支架由支架底座，支架立杆，横向支撑，以及由木板制作而成的带限位孔的限位板（1块或2块）组成(如图1-2所示)。通过调整限位板的高度，可适应于不同尺寸钢筋笼的精准制作；另外通过增加限位板支架的数量和摆放位置，可以实现不同形式钢筋笼的精度控制。

图1-1 可调节式钢筋笼制作胎架图

图1-2 可调节式钢筋笼制作限位装置

2 钢筋的BIM深化设计

在结构施工图设计完成后，选用合适的BIM软件（如Tekla），根据钢筋的接头原则、接头方式和规范图集的构造要求等对柱、梁钢筋进行拆分并建立三维模型，统计各型号钢筋用量，优化钢筋切割，形成钢筋下料图。如图2-1所示。

将柱、梁钢筋依据拆分结果和三维模型，制定合理的钢筋笼拆分方案，对每个拆分完成的钢筋笼进行编号并绘制梁、柱钢筋笼制作详图，为钢筋的精准下料和钢筋笼的制作提供图纸依据。

图2-1 三维模型

3 技术特点

采用了可调式胎架的钢筋笼制作、安装等一系列生产工艺，可实施性较高、生产速度较快、使用功能较好，具有较强的推广性，熟悉钢筋混凝土框架结构施工的单位都能快速掌握。在施工方法上具有以下特点：

（1）采用BIM软件，根据钢筋的接头原则、接头方式和规范图集的构造要求等对柱、梁钢筋进行拆分并建立三维模型，极大地提高了钢筋深化分析效果和效率。

（2）钢筋笼的下料和制作可由专业的钢筋配送厂家在工厂完成，能更好的实现工业化生产，符合目前建筑产业化发展的市场需求。

（3）相对传统工艺，减少了工人高空作业时间，降低现场施工和管理的安全风险。

（4）通过可调节式钢筋笼制作胎架和可调节式钢筋笼制作限位装置进行钢筋笼的绑扎，提高了构件的制作质量和精准度。

（5）有利于实现建造活动从粗犷的劳动密集型向精细的信息密集型转变，并大幅度降低工期、减少成本。

4 结语

基于BIM技术的混凝土结构梁柱钢筋笼吊装安装施工技术是一整套先进的施工方法和工艺。首先针对混凝土梁柱钢筋骨架结构的特点发明了一种可调节式的胎架和一种制作钢筋笼的可调式限位板支架组，保证了钢筋骨架快速高效安全的绑扎成形及后期的吊装过程。然后基于BIM技术的钢筋笼下料、制作和吊装工艺应用于此工程施工中取得了良好的节能、节材和节时的经济效果。同时采用新型挤压设备进行钢筋笼的连接，构件制作质量和精准度提高。相对传统工艺，减少了工人高空作业时间，降低现场施工和管理的安全风险，受天气等因素影响较少，提高现场的施工效率。受到了业主及相关部门的好评，为承接新的工程创造了良好的条件，取得了较好的社会效益。

[1]姬丽苗. 基于 BIM 技术的装配式混凝土结构设计研究[D].沈阳建筑大学,2013

[2]刘建民, 宋建. BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用分析[J]. 施工技术. 2017（02）:85.