中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
4月16日，位于武漢中央商務區的地標建筑武漢中心大廈封頂，其438米的高度，超過同在武漢的民生銀行大廈，刷新了“華中第一高樓”紀錄。武漢中心大廈由4層裙樓、88層塔樓組成，建筑面積35.6萬m2，建筑高度438m，鋼結構總量4.3萬t，中建鋼構有限公司（以下簡稱“中建鋼構”）承建了武漢中心項目鋼結構工程。
鋼結構施工難度大
武漢中心塔樓為巨柱框架-核心筒-伸臂桁架體系，該體系由三部分組成：部分樓層內置型鋼或鋼板的鋼筋混凝土核心筒、鋼管混凝土柱和鋼梁形成的框架（設置五道加強環帶桁架）、連接巨柱和核心筒的三道伸臂桁架。鋼結構構造復雜，對施工精度要求高，同時也帶來許多施工難題。
一是專業交叉極多、協調難度大。鋼構、土建、機電、幕墻等專業交叉作業，而鋼結構施工處于施工流水的端頭，及時配合其他專業提供作業面是工程各方協同工作的重要前提。二是鋼結構材料需求多樣。項目總用鋼量4.3萬t，所需板材厚度在10~100mm之間分布數十種，這對材料采購、庫存管理、工藝排版、余料管理等來說是嚴峻考驗。三是鋼構件節點復雜。部分鋼構件節點設計復雜，制作工藝難以滿足，精度要求高。四是進度控制風險因素大。鋼結構施工在設計圖紙、深化設計、制作加工，現場安裝等各環節所需時間均要把控，任一環節出現延誤都將直接導致現場施工停滯，帶來不可估量的損失。
BIM技術立戰功
為布局鋼結構行業信息化戰略，并逐步使鋼結構項目管理走向精細化道路，中建鋼構實施信息化戰略，依托武漢中心項目大力試行BIM管理，開發出貫穿深化設計、材料采購、制作加工、現場安裝的建筑項目全生命周期協作管理平臺，以完整詳實的信息模型為基礎，為各專業配合提供串聯協同。不同崗位的技術人員都可以在模型中獲取所需信息，在指導自身工作的同時又可以將工作的相應成果更新到模型中，從而達到管理升級、降本增效的目的。
武漢中心項目鋼結構施工BIM應用管理由中建鋼構總部、區域公司、制造廠和項目部三級縱深機構共同建設，應用TeklaStructure（深化設計）、AutoCAD（深化設計、現場協調）、物聯網系統（材料管理）、SinoCAM（制造工藝）、鋼結構BIM平臺（構件制造、安裝）、Autodesk3dsMAX（施工模擬）等軟件，并配備了電腦客戶端、掃描槍終端、服務器及網絡等硬件設施。
武漢中心項目依托鋼結構深化設計模型生成的BIM模型，實現過程可視化管理和信息共享，主要應用點包括模型自動化處理、鋼構數字化建造、資源集約化管理、工程可視化管理、施工過程信息智能管理等。在具體實施應用中，可有效解決傳統施工模式中遇到的難題。
專業交叉問題。使用TeklaStructure軟件對深化設計模型進行碰撞校核，檢測結構節點碰撞、預留管洞碰撞等信息。在檢測出碰撞后，經過與結構設計溝通和二次優化，加以合理調整。
該應用使得原本復雜的二維圖紙不能體現的問題直觀地以三維圖像顯示出來，便于各方協調處理，克服了信息交流障礙，避免返工，提高了施工效率。同時，為各方提供了良好的作業面。
材料管理問題。鋼結構BIM平臺，通過物聯網無線射頻識別技術，實時更新項目材料精確位置，優化排版取料順序，可直接降低30%以上的找料工作量。
工藝排版是合理利用材料、提高生產效率必不可少的環節，鋼結構BIM平臺可自動完成截面拆分，直接用于排版軟件套料。在提高材料周轉率的同時，實現自動化混合排料，使常規板材材料損耗控制在4%左右。
復雜鋼節點問題。武漢中心項目存在多處復雜鋼節點，利用傳統的二維圖紙很難全面考慮其潛在問題。應用BIM模型后，參與各方均可在模型中直觀地獲取相應信息，并協調更新模型。如，項目和深化人員在BIM模型中發現，伸臂桁架節點處牛腿眾多、焊接空間有限，若采用設計給出的全焊接形式，工藝難度極大且焊接質量難以保證，經與設計院溝通，將該節點優化為鍛鋼節點，不僅降低了工藝難度，而且使得質量易于把控。
進度風險控制問題。鋼結構BIM平臺可以跟蹤構件加工、運輸、安裝情況，通過工序拆分、編碼，配合掃描槍進行數據信息采集，實現施工全生命周期的工序管理。 通過施工全過程可視化應用，將各階段（深化設計、材料采購、加工制作、構件安裝）信息同步到BIM管理平臺，可實時掌握項目各階段的狀態信息。如使用掃描槍采集相應工序構件信息，自動反饋至BIM模型中，并以預先賦予的不同顏色反映。
在BIM管理平臺中，各階段參與方實現了數據共享，避免了紙質、會議等傳統協調方式中交流不暢通、繁瑣、效率低下等問題，使得管理人員有宏觀把控的媒介，進而提升項目管理水平。
（作者：周洋洋張偉，更多內容請查閱《施工技術資訊》2015年第3期）
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