BIM技术在堆场RTG跑道施工过程中的应用

引言

BIM技术最早起源于20世纪末的美国,在欧美以及日本等地得到了快速发展。BIM技术作为高效的建筑信息模型技术,贯穿于工程项目的设计、建筑、运营管理等全生命周期阶段,是一种螺旋式的智能化设计过程,同时BIM技术的各类软件(Civil3D、Revit、Navisworks、Fuzor等)可以为建筑各阶段的不同专业搭建三维协同可视化平台,成为建筑全生命周期中的枢纽。作为新兴的建筑技术,BIM技术在全国各地得到了各级政府部门以及相关单位的大力支持和普及应用,例如上海中心、中国尊等大型建筑工程项目都采用了BIM技术。利用BIM技术的各项软件,对施工现场各个阶段进行全方面的精细化管理,可以极大地减少施工过程中所存在的问题,为业主、施工单位、监理单位提供高效率的技术支持,使施工资源、施工时间等得到更高效的利用。因此,应用BIM技术对施工全过程进行信息化、数据化处理和施工动态模拟等,能够在很大程度上解决当前施工中存在的问题,并且能够有效地对项目各个管理阶段进行精细化管理,在保证施工进度和安全的基础上,极大地降低施工成本,并为工程质量提供保障。Revit和Fuzor都是BIM技术中常用的软件,其中Revit为三维建模软件,广泛应用于项目的前期建模。Fuzor是Revit软件常用的一款插件,两个软件的有效配合使用可以更加直观真实地展示三维模型,同时实现施工动画模拟、4D施工模拟等功能。

本文以南通通海危险品箱堆场工程RTG跑道为例,先应用Revit软件创建项目三维模型,再辅以Fuzor软件模拟施工动画,指导现场施工,对于提高现场施工管理水平和指导标准化施工具有重要意义。

1工程概况

南通通海危险品箱堆场工程地处南通市海门经济开发区、新通海沙河段北岸、苏通大桥下游侧,其上游距苏通大桥约3.0km,具体位置在已建成并投入运营的南通港通海港区中作业区一期工程后方陆域纬一路至纬二路之间,经五路往东第二块堆场。该堆场项目紧临长江,平面布置呈长方形,并通过纬一路和纬二路与一期工程连接,未来主要用于危险品箱的存放。堆场陆域总面积9.18万m2,东西方向长333m,南北方向纵深285m。建设任务主要有危险品箱堆场、道路、调节沉淀池、污水收集池以及其他辅助设施等。RTG跑道共有4组8条,每条长234m、宽1.5m,分别由级配碎石层、5.5%水泥稳定碎石基层、C15素混凝土垫层及C35钢筋混凝土面层组成,各结构厚度如表1所示。

2BIM软件介绍

本文应用到的BIM软件主要有AutoDesk公司研发的Revit软件和用于4D施工模拟的Fuzor软件,二者主要有如下特点。

2.1保证信息的完整性

在进行工程施工管理时应用BIM技术,能够快速准确地将施工的所有数据信息收集在一起并保存,完整的数据信息对于工程项目施工的质量管控起着十分重要的作用,是项目管理人员进行施工管理的重要依据,所以完整的项目数据信息非常重要。

2.2具有三维可视化功能

BIM技术建立的模型是一个信息集成平台,具有三维可视化功能,其信息的储存和传递都较为便捷,用户可以直观地对各项数据进行查看。利用信息模型可以很直观地看到RTG跑道各个部位以及各个构件的尺寸、材料等参数,从而能够更加便捷地指导现场施工管理,避免出现一些不必要的施工问题,从而有效提升施工效率。

2.3Fuzor的主要功能

Fuzor软件是针对BIM技术开发的一款全能型VR插件,但又不仅仅是做VR这么简单。该软件能够与本文核心建模软件Revit双向实时互通,在工程内部虚拟漫游的同时,完成细部构件信息查看及构件碰撞检测,在施工阶段可以载入机械设备等模拟现场施工动画,编制进度计划,同时可以借助外接设备进行VR漫游以及实现实际进度与计划进度比对,一旦发现进度滞后可采取必要措施进行赶工。

3三维模型制作与模拟

RTG跑道每条长234m,施工中不能一次浇筑完成,需要分仓分段浇筑。考虑到采购的钢筋每根长为12m,结构保护层厚度为5cm,为最大程度地发挥钢筋使用价值,节约施工成本,加快施工进度,会同设计单位确定分仓分段施工浇筑长度为6.1m,这样每根12m长成品钢筋就可以作为每仓浇筑的两根纵向钢筋。以此为依据,纵向长边侧模长度确定为6.3m(便于纵向长边模板和短边横向模板连接固定),短边横向侧模长为1.5m。结合设计图纸,应用Revit软件分别创建RTG跑道结构模型及模板等其他辅助件族。

3.1结构创建

应用Revit软件,结合设计图纸绘制RTG跑道结构三维模型,如图1所示。

3.2族应用

结合本工程项目的具体情况,应用Revit中的族库文件系统,分别绘制RTG跑道模板及配套辅助构件。相应的模板及构配件参数具体如表2所示。

4工程应用

应用Revit软件绘制而成的RTG跑道三维可视化模型、钢筋模型如图2和图3所示。

将Revit软件绘制完成的三维模型链接到Fuzor软件中显示,可进行施工漫游,也可进行动画制作模拟、4D施工模拟,结合施工现场的实际需求,进行相关的系统操作,服务现场施工管理。

4.1单仓施工动画模拟

将用Revit软件绘制的单仓(长6100mm、宽1500mm)导入Fuzor软件,应用Fuzor软件自有材质库,加载相应的施工机械设备,制作三维动画,模拟现场施工工艺流程,如图4所示。辅助对现场施工班组的技术交底,能够让施工班组更清晰地了解RTG跑道相应施工工艺流程和质量管控要点,避免因为对施工工艺流程不熟悉、管控要点不清楚,颠倒施工先后顺序,导致不必要的返工,影响施工进度。

4.24D施工模拟

Fuzor软件还可以编排施工进度计划,链接相应的施工单元,直接模拟施工动画。同时,可以根据项目的实际进程来创建实际进度,然后在计划进度与实际进度间随意切换,甚至可以将实际进度与计划进度分别设置成两个独立窗口,进行可视化对比(图5),还可以将可视化对比输出成动画,方便直观地获取完成部分的工程量,以便更好地计划剩余任务:也可直观地发现两者存在的差异,实际进度较计划进度滞后或提前了多少,以便项目部及时作出调整,采取应对措施。

4.3fzm文件输出

Fuzor可以将同步的模型文件导出为一个可以在手机终端查询的fzm虚拟现实文件(图6),导入手机Fuzor-MobileApp,方便现场管理人员和施工班组长随时查询,辅助管理人员进行质量控制、过程验收,相较以往的二维图更直观、便捷,携带更方便,大大提高了现场管理效率。

5总结与展望

本文运用BIM技术常用的Revit软件进行三维建模,绘制堆场RTG跑道三维模型图以及浇筑施工所需的模板和辅助构建的族。在此基础上,应用Fuzor软件模拟施工过程,辅助技术交底。通过编排的施工进度计划与现场实际施工进度的比对,直观地跟踪现场进度,提醒管理人员及时采取相应的赶工措施:同时导入手机Fuzor-MobileApp中用于现场实体检查与验收,让施工管理人员及作业人员对施工构筑物更有立体感,在建模初期就排除图纸问题,避免传统施工过程中因二维图纸的局限性导致的返工,加快施工进度。

本文仅聚焦于BIM在施工过程技术交底及现场管理中的三维可视化应用,鉴于现场技术设备的制约,未能实现三维模型的VR漫游:另外,基于BIM的图纸审查、进度控制、造价控制等还有待进一步研究。