BIM技術在建筑工程懸挑腳手架中實踐范文

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【摘要】隨著建筑的建設高度不斷增高，施工過程帶來的高空墜落、風壓影響、周圍物體打擊穩定等風險不斷加大，對高層建筑的施工安全要求也提高。腳手架技術是建筑施工的必備工程，其技術手段和安全管理一直被忽視，文章提出bim技術對建筑懸挑腳手架的施工輔助應用，結合工程實際，對腳手架設計流程、圖紙轉換建模、懸挑工字鋼的布置、細部節點展示及施工安全和成本、進度控制中BIM應用分別作出優勢分析。

【關鍵詞】高層建筑；懸挑腳手架；BIM

1引言

BIM技術是指基于建筑工程項目的各種參數和數據搭建項目模型，將傳統的二維施工制圖轉為三維立體模型，實現建筑物的數字仿真模擬。該三維模型具有可視化、模擬化、數字化、可出圖等優點，能夠在建筑項目的各個階段發揮積極作用。在建筑項目的設計階段，可以根據項目參數構建三維模型，并生成與模型相關聯的各種圖紙和技術文檔，各專業可以基于模型實現協同作業。在項目施工階段，基于BIM技術可以實現工程的可視化管理，實現工程建設階段的人力、物料、設備、成本、場地和進度的動態化監控和施工全過程可視化管理。本文以某社區住宅項目為例，提出在懸挑外腳手架的設計和施工過程中，引入BIM技術進行項目管理，提高了型鋼懸挑外腳手架的施工質量和效率[1-2]。

2懸挑腳手架現狀設計和施工分析

現階段建筑工程的腳手架施工圖設計采用CAD軟件繪制，一般是在標準層施工圖基礎上布置懸挑工字鋼，繪圖過程繁瑣。傳統的繪圖流程首先繪制基礎圖層，然后對各部位的結構進行安全計算，安全計算需在專業軟件上進行，軟件模型與二維繪圖軟件沒有關聯性，無法做到數據實時同步。需要頻繁修改安全模型的相關數據，直至達到預期腳手架施工的需要，大量重復操作降低了設計效率。CAD二維圖形無法直觀反映工程主體結構與腳手架之間的結構關系、工字鋼與梁柱之間的結構關系，經常根據經驗進行施工，施工質量難以達到項目設計的要求，腳手架的安全性能也無法得到保障。基于腳手架的二維設計圖紙，無法精確計算工程量和成本，使整個工程成本預算出現偏差，后期糾偏過程較為復雜[3-4]。

3基于BIM技術的懸挑腳手架設計工程案例

3.1工程概況

某項目由17棟高層住宅樓組成，最高建筑高度為100m，建筑面積36萬㎡。綜合考慮項目的質量和安全要求，以及工程施工方案和預計工期等實際情況，根據腳手架的安裝規范和傳統施工方法，本項目腳手架設計方案均從4層開始設置型鋼懸挑腳手架，每6層為1個懸挑層，最大懸挑高度為19.3m。

3.2設計流程

確定好外腳手架的位置之后，使用Revit軟件建立腳手架三維模型，節約大量時間，同時也有效提高了設計的準確性和腳手架的穩定性。之后根據國家現行相關規范標準在模型里對腳手架進行布置，設置相關安全參數和構造措施。該軟件為優化后的軟件，可以根據腳手架的參數設置結果自動對腳手架、懸挑工字鋼以及各種配件（擋腳板、剪刀撐、連墻件）進行設置，然后對腳手架系統的安全性進行智能分析。該軟件還可以實現對腳手架系統中的不合理之處進行修改，并且對修改后的設計方案進行安全性校核。系統中設置的參數均可與腳手架模型進行一一對應，省去了傳統方法中重復建模、重復設計的缺點，極大提高了腳手架施工效率，軟件還可以導出樓棟立面圖、各層平面圖、工字鋼布置圖和各個部位節點圖。采用Revit可以將腳手架模型導入，并根據模型進行建筑結構碰撞檢測、展示建筑結構的三維效果圖；基于該腳手架模型可以采用Navisworks軟件對施工過程進行模擬演示，以動畫形式演示施工步驟，并通過采集現場相關數據實現對工程施工進度和質量的控制。

3.3通過軟件智能轉換圖紙快速建模

相較傳統二維施工圖紙，平面圖紙表達方式和內容比較專業，查閱圖紙需要具備專業知識。智能軟件可以根據結構施工圖進行識別和轉換成三維模型，并直觀反映出建筑結構的內部關系，及時發現施工結構設計中的問題，并及時與設計單位溝通解決，節省大量時間和人力資源。

3.4軟件智能布置懸挑工字鋼

設計人員使用智能分析軟件進行懸挑工字鋼的布置，在軟件中設置腳手架的相關構造參數，例如，桿件材料、步距、立桿間距范圍和懸挑間距范圍等。

3.5整體腳手架模型生成及細部節點展示

在完成腳手架以及工字鋼的設置后，進行相關配件布置。在軟件中輸入各類構件的基本參數，系統便可以進行連墻件、剪刀撐和各類圍護構件的布置。

3.6圖紙導出

完成腳手架以及相關構件布置后，便可以導出施工圖紙。軟件可以展示腳手架的大樣圖、任意位置剖面圖和節點詳圖，可以根據實際需要，生成樓層腳手架的立面和平面的CAD圖紙，軟件還可以生成腳手架的設計方案和計算書。

4優勢分析

BIM技術的本質就是根據建筑腳手架的相關參數搭建三維設計模型，該模型涵蓋了建筑相關所有數據，可以通過模型隨時查閱與項目相關的簡介、成本以及施工進度信息，確保實現對施工全過程的協調指揮和高質量管理。工程項目的三維設計模型具有隨時導出圖紙、施工過程協調暢通、溝通效率提高、工作質量提高等優點。BIM技術可以實現數據的實時更新和共享，在工程項目建設的全過程中，可以隨時查閱項目的信息數據。例如，在設計階段可以直接查閱設計的預算、進度和設計方案，在施工階段可以查閱項目的成本、施工進度和質量、管理人員還可以查閱項目的財務信息、資金情況等。

4.1可視化程度分析

傳統二維圖紙繪制時，繪圖手段和工具比較單一，一般采用一些點、線和符號表達設計意圖。依靠線條的粗細和顏色進行區分腳手架輪廓以及工字鋼的主梁和次梁，對交叉重疊部分無法具體表達出來，施工中需要專業人員識圖，同時需要具備豐富經驗，否則容易曲解設計意圖，影響工程進展。基于BIM技術的參數模型是一種三維化模型，不僅可以實現可視化的直觀展示，還可以對施工過程進行模擬演示，暴露出施工構造和施工過程的沖突之處，及時溝通各參建方進行協調優化，有效提高項目的施工效率。

4.2成本預測

基于BIM技術搭建的建筑項目參數模型，幾乎包括了項目的所有數據和信息，可以直接計算出項目的工程量和物料清單，以及項目工期和人工計劃等。BIM軟件可以單獨計算出某一分部分項工程的腳手板、鋼管和扣件等材料使用量和工程量，方便項目管理人員制定材料采購、物料進場計劃。

4.3施工進度控制

BIM技術可以提高項目施工的管理效率，實現對所有專業施工、參建單位、計劃作業的集中管控，可以實時全方位協調材料配送、供應商生產和腳手架施工進度情況，避免現場施工與資源配置之間發生沖突，確保實現項目各參加方的施工目標。基于BIM技術的參數模型與現場施工情況相結合，可以實現對施工過程的模擬演示，及時發現施工方案和作業計劃的問題與沖突。BIM技術可以對腳手架和工字鋼布置施工進行模擬演示，提前解決模擬過程中暴露出的問題，確定最合理的施工方案，同時結合腳手架施工計劃提高懸挑梁復雜施工部位的可靠性。通過BIM技術，項目管理人員可以直觀具體地熟悉腳手架施工安裝過程中的工序和關鍵節點，提前做好復雜重難點作業安排，同時，清楚了解腳手架施工作業的搭設細節，提高工程施工效率和工程安全性。

4.4施工安全控制

傳統的腳手架設計方法，需要人工計算懸挑腳手架的可行性和安全性，不能及時發現施工過程的安全隱患和腳手架設計缺陷。基于BIM技術的模型首先可以實現三維立體展示，直觀發現腳手架設計的不當之處，而且還可以用軟件進行建筑整體腳手架的安全校核計算，并對施工方案問題進行優化調整。在腳手架施工過程中，通過BIM技術可以提高現場作業技術和安全交底效率，通過BIM技術的三維立體展示和動畫演示，提高交底雙方的理解和溝通效率，并提前對施工的重點、難點做好計劃編制和措施應對。BIM技術對施工場地進行布置設計，針對施工不同階段場地布置進行動態調整，包括施工通道、物料堆場、緊急疏散通道等，打造安全標準施工場地。管理人員可利用BIM技術加強現場安全管控效率，通過將BIM技術與現代視頻監控、智能傳感等技術相結合實現對現場的遠程監督巡視，利用動畫或三維形式進行現場危險點作業指導，提高現場作業人員的安全技能和責任意識。

5結語

綜上所述，在懸挑腳手架施工中采用BIM技術不僅可以提高腳手架設計布置效率和安全校核性能，還可以實現對整個施工過程的技術指導和安全管控，有效提高現場施工質量和安全管控效率。基于BIM技術搭建的模型具有直觀化、可視化、可出圖性，可以實現項目的模擬預演和施工過程優化，為工程項目的腳手架施工提供技術支持和管理輔助。

作者：汪詩敏 袁斌斌 單位：中國建筑第二工程局有限公司