BIM技术在建筑工程施工中的创新及应用

罗 颖, 李熊飞, 贾鹏坤, 罗 佳, 冯 宇

(成都建工第四建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

近年来，国家住建部、各省市建筑行业相关政府职能部门先后发布了一系列关于建筑业信息化发展的文件纲要，高度重视BIM技术在建筑行业中的应用。随着BIM技术在建筑行业中的逐步推广，越来越多的施工企业已经开始运用BIM技术进行施工管理工作，而BIM技术由国外引进，每个国家引用标准、规范不同，要想更高效应用BIM技术，需要根据我国建筑行业的应用现状进行BIM技术创新。经过积极探索BIM技术的创新与应用，实现了BIM技术常规功能综合应用，通过这些应用，发现BIM技术协同建筑工程施工的能力的局限性，广泛运用BIM技术建模软件Autodesk Revit提供的相关函数，研发了基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术。

1 BIM技术常规综合应用

通过在工程“眉山春熙广场”、“伊泰·天骄工程”、“成都绿地中心东村4号地块”、“德阳恒合工业云”实际应用BIM技术，实现了“BIM信息模型建立”、“施工现场平面布置”、“碰撞检测”、“管线布置”、“综合模拟施工”、“工程量统计”、“模板脚手架设计”、“重难点部位施工方案模拟”、“BIM5D平台”等的综合应用，有效地加快了施工进度，实现了绿色施工和建筑工程施工信息化技术应用，取得了良好的社会和经济效益(图1～图6)。

图1 BIM模型

图2 支模架模型

图3 碰撞检测

图4 场地布置模型

2 BIM技术创新应用

通过BIM技术常规应用我们发现BIM技术本身具有协

图5 机电综合管线布置

图6 钢结构节点模型

同工程施工的能力，但其功能并不全面。目前建筑结构形式大体量大跨度发展，施工中的超限梁板数量增加，高大模板支撑架体量随之增大，由于其荷载大的特点，架体变形控制比普通支模架要求更严格。目前，BIM相关软件或二次开发软件在模板支模架方面的研发及应用主要针对模板及支模架自动布置、各节点配模详图、支撑架体排布图等，没有针对支模架架体变形监测方面的功能，比如监测点自动布置、架体变形预警等。而传统施工技术对高大模板支模架的变形监测，通常采用现场实时监测人工记录数据，操作流程繁琐，数据展示不够直观，存在监测准确度和监测效率较低等问题，因此我们从上述BIM存在的局限着手，研发了基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术。

3 基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测方法流程

3.1 熟悉施工方案、施工图纸

熟悉获取高大模板扣件式支撑架专项施工方案，施工图纸数据。

高大模板支撑架是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑搭设高度8 m及以上，或搭设跨度18 m及以上，或施工总荷载(设计值)15 kN/m2及以上，或集中线荷载(设计值)20 kN/m及以上。

3.2 根据施工图纸数据建立目标建筑的BIM模型

采用BIM建模软件Autodesk Revit建立目标建筑的BIM模型，通过建模软件Autodesk Revit中的Precise.Geometry函数来基于施工图和深化施工图建立精确的BIM模型。

3.3 在目标建筑的BIM模型中建立对应的支撑架模型

应用Modular.Frame函数来建立对应的支撑架模型。

3.4 根据支撑架模型在目标建筑的BIM模型中生成多个变形监测点

根据高大模板扣件式支撑架的实际结构尺寸范围预先设置相应的变形监测点生成比率，从而实现变形监测点在BIM模型中的自动分布密度调整。还可以根据支撑架模型的类型设置支撑架不同部位处的监测点分布密度，实现预定结构部分的重点监测。

3.5 将现场测量仪器获取的支撑架变形监测数据输入BIM模型中

在施工现场设置变形测量仪器来获取支撑架上多个位置的变形数据。支撑架变形监测数据包括与BIM模型中变形监测点一一对应位置处的各项结构件的变形值和支撑架沉降量。而且，可以根据专项施工方案所确定的监测时间间隔要求，设置变形数据的获取间隔和输入间隔。

3.6 变形预警信息

根据支撑架变形监测数据和BIM模型中的支撑架模型尺寸数据，生成变形预警信息。

当支撑架变形监测数据中的一项或者多项的变形值大于或等于预设的第一预警阈值时，可以通过人机交互接口来进行预警信息提示。可以根据人机交互接口的指令显示指定区域内支撑架模型监测点的动态和静态变形值和支撑架沉降量，包括显示相应的距离测量值、坐标和标高，并按照时间轴显示支撑架模型的动态变化过程，以及监测数据二维曲线图的动态变化过程(图7、图8)。

该技术可实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置，并结合现场实时反馈的监测值在电脑上直观地反映出支撑架在施工各阶段的变形情况，给出超限值预警，并能根据监测数据预测下一步工程施工时高大模板支撑架及其周边环境的安全，便于各级管理与技术人员对监测数据的管理与分析，进而能较迅速与准确的判定与反馈高大模板支撑架的安全状态，指导施工。

图7 自动识别BIM模型中的超限梁、板

图8 基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术应用

4 结束语

BIM技术的应用改变了传统工程操作模式，促进了建设管理模式随着新的需求向高效、科学的方向转变，在BIM技术的常规应用的基础上创新研发基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术，可推动BIM在建筑行业的技术进步，加速建筑行业转型升级，也为企业和社会培养一批BIM技术先锋力量，推进建筑业信息化的健康发展。