BIM 技术在铝合金模板工程中的应用

2021-05-08李伟朋

河南建材 2021年4期

李伟朋

中国水利水电第十一工程局有限公司（450000）

0 前言

BIM 技术被广泛运用到工程建设过程，技术人员要结合具体的技术措施，科学开展技术创新与实践研究。在铝合金模板施工过程，通过有效应用BIM 技术手段，提高了施工技术水平、施工管理效率和铝合金模板施工建设质量。因此，技术人员要提高对于BIM 技术的认识与应用能力。

1 BIM 技术分析

BIM 是建筑信息的模型，一个更为专业化的平台。他可将建筑项目的整个施工周期作为管理过程中的重要内容，通过对建筑模型的模拟实现对设计和施工的有效控制，同时完成碰撞检测和其他施工相关问题的分析和模拟。结合BIM 技术所出现的问题对建筑施工过程中的具体问题进行处理，最终实现建筑工程施工的可靠性。

BIM 技术的主要功能为:①形成立体的建筑模型。模型设计人员可针对碰撞的铝合金模板实施系统检测，同时对构件安装和建筑整体的能量消耗进行深入的研究，对铝合金模板开展设计，尽量提升设计的合理性。 ②对施工相关信息进行互通共享。BIM 技术所形成的专业化平台，可将不同种类的信息进行互通分享，以此为基础实现各类数据的高效传输，同时对设计流程进行优化设计，在提升数据共享效率的基础上优化施工的效果。③对铝合金模板预制件进行优化设置。在铝合金模板的施工期间，预制件能够发挥较为明显的功能。为了全面提升预制件的质量水平，施工企业可通过BIM 技术来实现信息共享，预制件的制造商可基于充分的生产信息开展具体的生产工作，全面保证生产的质量和效率[1]。图 1 为 BIM 技术管理内容。

BIM 技术是当前建筑行业应用频率较高的技术。BIM 技术能够通过网络技术实现对施工现场的可视化管理。在开展施工期间，BIM 技术可随时结合施工技术及管理要求对设计的模型进行优化和完善，从而最大限度地形成迎合施工需求的模型。将施工现场的信息高效率传输和共享，能够明显提升施工的管理效果。

图1 BIM 技术管理内容

2 铝合金模板工程的特点

1）在铝合金模板施工中应用的钢材具有更高的强度和韧性，因此铝合金模板与混凝土、木材等原料相比，其形成的结构较轻，尤其在规模和跨度较大的项目中，铝合金模板能够在工程中发挥更为明显的作用。

2）铝合金模板与其他类型的材料相比，具有更为均匀的结构设置，其在结构中的受力效果与计算模型接近，这样更有利于研究人员对铝合金模板进行深化研究，以便全面提升有铝合金模板参与工程的可靠性，最大限度满足建筑施工的各类要求，特别是建筑物的防震方面的功能。

3）当前工程中应用的钢材原料大多通过工厂化的生产方式完成，可迎合结构需求制作成各类型材，保证构件尺寸能够达到一致的规格，为后续的构件制作和完善提供前提条件。在科技进步的时代背景下，行业人员也不断在努力弥补施工效果的不足，全面提升铝合金模板的使用可靠性。

3 BIM 技术在铝合金模板工程中的应用分析

当前铝合金模板的设计和应用方面均已经相对成熟，其形式与应用渠道更为多元，同时对模板的功能要求也随之提升。工程建筑的规模不断提高，结构也更为复杂，项目施工难度日益加大，同时在制作钢构件时各职能部门之间缺乏更为顺畅的沟通，便会频繁出现反复修改等问题。铝合金模板节点详图数量过多，每个图纸的各项信息和数据均需技术人员逐项核对，从而保证图纸信息与设计方案一致，这便为工程制造了更大的工作量。对此可发挥BIM 技术的信息共享和数据检测方面的优势，全面提升工程实施的效率，完善项目管理的手段，有效解决施工过程中出现的各类问题。

3.1 快速形成模型

BIM 技术应用立体模型设计，每个钢件所使用的原料、位置、截面形式和加工位置均可存储在信息库中。当完成所有的建模工序后，技术人员便可结合结构的实际需求形成构件组合，为后续的施工项目和管理提供便利。

3.2 对三维模型的分析

对模型整体施加外部荷载，对运行的结构进行检验，在软件分析后将文本和图像进行输出，根据关键数据信息和反应谱颜色的判断来确定结构是否合理，同时输出结果可应用到不同的BIM 软件中，通过反复验证来判断数据和结果的准确性[2]。

3.3 细节的设计与成图效果

用户可通过软件对图纸按照类别、功能等进行分类，便于绘制人员对各类图纸分别管理，这样操作不但能够大幅降低绘图的时间消耗，同时还可提升图纸绘制的精准度。用户可对细部节点设置初值，此后结合节点在数据库的预设信息进行运行。BIM 软件可结合预设要求完成拼装，利用软件进行加工和完善，从而提升模型的设计质量，最大限度满足实际需求。还可运用软件的自定义节点设置降低空间的复杂性，从而最大限度实现节点加工与现场安装工序的准确性。

3.4 对工程量进行统计，并展示投标

在实施工程量的统计时，铝合金模板运用的材料类型较多，因此需对截面形式和构件类型进行区分。用户可在建模之初对模型设置相应的信息，在运行通过检验后再将各类信息汇总整理，运用软件的输出功能对提前设置的需要核对的信息进行输出处理，这样不但能够有效降低操作失误，还可明显压缩工程量的总结时间。使用BIM 技术的共享信息功能，为招投标双方提供更好的把握设计理念的角度，在此后的施工环节建立更为顺畅的联系，以便相互提出建议和需求。

3.5 对碰撞进行检测

铝合金模板的施工节点复杂程度较高，在具体安装期间可能发生节点零件碰撞的情况，在混凝土组合或管道搭接时也可能出现碰撞现象。运用软件对碰撞进行检测，可提升项目结构和节点的合理化程度，对工程安装的整体效率也会有所促进。

4 BIM 技术在铝合金模板工程中的应用实践

4.1 BIM 技术基于设计阶段的应用

4.1.1 BIM 模型的应用

铝合金模板的各环节加工及拼装工序难以通过图纸等传统途径实现全面预测，导致模板在具体应用中会出现各类质量隐患，为后续的施工环节预留更多的漏洞。如果应用BIM 技术，便可对上述漏洞进行提前预测，此后实施有效的完善，避免发生类似的问题。 BIM 技术可将以往的平面图纸转化为立体模型，辅助设计和技术人员通过研究模型便可获得相应的数据信息，了解铝合金模板所形成的问题，对各类问题进行有效解决。

4.1.2 三维实体模型

BIM 技术可针对铝合金模板进行立体建模，对可能存在的问题进行更为细致和深入的分析，从本质上讲，是对整个施工项目提前进行模拟演练，并在演练的过程中发现可能出现的问题，找到适合的手段进行处理。在对BIM 技术进行应用的过程中，可通过计算方式获取具体的钢材数量和节点所需螺栓数量，让造价预算更为直接和可靠，同时通过设置三维模型形成更为精确的构件及节点样图。传统形式的图纸不但难以直接进行整体检视，还会在设计中存在较多的人为误差，对后续的施工效果也会形成负面影响。

4.2 BIM 技术基于施工阶段的应用

4.2.1 4D 模型应用

应用BIM 技术，会应用到大量的施工及材料方面的数据信息，以此保证施工方在具体开展工程实施时，能够随时满足信息需求。 BIM 技术具有较高的应用价值，只需将相关的数据信息及参数录入到模型中，便可形成相应的三维模型。与传统编算形式相比，BIM 技术能够更快完成模拟施工，并对所有涉及到的数据信息进行科学整理。技术人员还可对模型不利于具体施工的部分进行细致优化，全面提升模型的实用性。还可最大限度提升各类材料和资源应用的合理性，避免出现人员和物资等方面的浪费，提升资源的使用效率。

4.2.2 BIM 技术编制的可执行性

将BIM 技术应用到施工计划中，可全面提升计划的可行性，这也是与传统计划编制的明显区别。BIM 技术能够获取更为全面和细致的信息，能够在开展计划编制环节便可有效预见到施工期间可能出现的各类问题。传统施工中，管理人员更为注重对问题的协调和处理，而利用BIM 技术施工则更倾向于提高对施工计划的执行力度，大幅提升施工的质量和完成效率。

4.3 BIM 技术基于现场安装阶段应用

铝合金模板具有较强的特殊性，在施工结构更为复杂的项目中应用较多。因此，在安装铝合金模板时，便需使用更高精度的操作方式，保证铝合金模板安装质量达到预期要求。在完成运输和模板构件的吊装时，安装人员需结合设置好的拼装位置施工，尽量避免在安装期间发生人为方面的失误。针对吊车性能和运输车辆空间均需进行合理控制，为后续的安装做好充分的准备。通常，安装模板构件时，安装人员需根据经验，这便导致安装效果具有不确定性，此时BIM 技术便可发挥作用。 BIM 技术可通过数字化手段对整个安装工序进行评估和预测，对可能产生的各类问题进行预估，从而在空间和时间方面有效结合，将施工人员置于相对真实的虚拟环境中，从而在完成安装工序时，更为顺利地进行安装和实验操作，并对具体的问题进行修复处理，最大限度提升安装的质量和效率。

针对上述施工内容应用BIM 技术，主要通过Revit 进行建模，以NWC 格式对数据信息进行输出，通过Naviswork 软件打开，最终完成4D 模型。

4.4 BIM 技术基于后期阶段的应用

4.4.1 运营阶段应用

在铝合金模板的施工阶段，更为核心的部分便是运营环节。此部分所需要的时间较长，资金投入较大。因此技术人员需充分重视该部分的维护与管理工作的实施，同时提升技术水平。以往在实施建筑的运维时，技术人员通常会使用人工方式对数据及图纸信息进行搜集，从而完善电子表格中的数据内容。但由于铝合金工程的实施规模较大，如果仍使用以往的数据技术，便难以迎合当前铝合金模板工程的发展趋势。为了切实解决上述问题，避免在运营过程中发生时效和数据等方面的问题，技术人员便可使用BIM 技术进行全面的信息建档，同时对数据进行监控，促使铝合金模板施工顺利实施[3]。

4.4.2 施工进度控制阶段应用（如图2 所示）

施工方还可在实施模板构件的生产和制造时使用Tekla Structure 软件有效控制施工和构件制造的时间，从而将工期控制在合理范围内，对整体的施工进度进行科学管控。在具体施工时，为了保证模板工程在规定的期限内完成，技术人员需对工期进行科学控制，充分发挥BIM 技术的优势，对模板施工情况进行4D 模拟。在施工过程中，技术人员还可通过4D 技术对整个施工过程进行科学分析，及时发现施工环节所出现的问题，并采取适当的手段进行处理，以此提升工程实施的效率。

图2 BIM 施工进度控制流程

5 BIM 技术的展望

当前我国建筑行业中，多数企业并未对BIM 技术提高重视，在技术发展和团队建设等方面也存在较大的缺陷，导致BIM 技术发展仍面临诸多障碍，至今仍处于发展初期。但该技术能够对整个建筑行业发挥更高的应用作用，如果能够有效发挥BIM 技术的优势和功能，便可有效解决施工环节所出现的各类问题，同时大幅压缩经济成本的投入，施工预算也会更为精确合理，保证工程质量达到预期水平。BIM 技术对于建筑行业来说是一个技术革命，同时也会有效促进整个行业的跨越式发展。因此建筑企业应加大对BIM 技术的研究和应用力度，在资金和人员等多方面给予必要的支持，从而促进该项技术得以迅速提升，不断扩大应用范围。

当前铝合金模板施工中亟需构建专业的软件平台，需将其配合相应的硬件使用，但目前形成的信息模型和设备数据在对接方面还存在一定的优化空间，同时在此过程中也未形成更为科学的标准作为参照。上述问题也会对BIM 技术的具体应用和未来发展造成一定的障碍。可见以此为基础对标准化的数据接口进行优化非常关键。