BIM集约化加工技术在钢筋工程中的应用研究

陈思

CHEN Si

（湖北工业大学）

（Hubei University of Technology）

1 引言

钢筋是建筑行业三大建材之一，是结构主体施工的重要组成部分，钢筋占房建结构工程造价约25%。我国目前钢筋的加工生产仍处于传统的现场加工状态，由于缺乏先进的技术手段，国内钢筋工程的发展水平有限。随着国外BIM技术的引进，越来越多的建设单位开始探索BIM技术与传统施工相结合的新模式，新模式在钢筋工程技术和管理两个方面都与传统加工有不一样的理解，笔者仅对技术创新的四个方面做出相应的阐述。

2 钢筋翻样技术

2.1 传统钢筋翻样的现状

传统钢筋翻样是依靠熟练的技术工人进行手动钢翻样筋，对技术工人的经验和能力有很高的要求。在复杂节点问题上，常常由于考虑不周而难以处理，同时由于翻样人员之间数据传输困难，翻样标准化水平难以达到一致，这给钢筋加工和绑扎工作带来了一定的难度，也不利于后期问题的发现和 改进。

2.2 BIM钢筋翻样技术

应用BIM技术的钢筋翻样工作，主要由工程项目的模型建造和钢筋智能化断料两部分组成。钢筋是依附于混凝土而生的，工作人员在软件中设置好工程项目中柱、墙、梁、板等不同构件的混凝土信息，通过CAD施工图纸快速抓取并识别相关混凝土信息，自动生成混凝土BIM模型[1]（见图1）。由于钢筋信息比较复杂，在充分考虑复杂节点的问题上，按照不同构件的不同部位分别设置好相应的抗震等级、锚固长度和搭接长度等信息，就可以批量录入对应的钢筋信息，自动生成钢筋料单。

3 信息高效传递

借助于BIM技术对工程信息的集成管理，开发可协同工作的平台，实现数据信息全流程共享。钢筋数据通过信息管理平台进行料单数据集成、分发与管控，降低材料损耗。传统钢筋翻样信息通过手工录入进行传递，容易出错。而围绕信息管理平台的钢筋数据的传递则减少了操作人员大量重复简单的动作。翻样人员输出的钢筋断料数据以电子表格的形式传递给数据处理人员，数据处理人员一键操作统一格式，便可提取钢筋数据并上传至信息管理平台上。不同岗位的员工都会注册信息管理平台账户并开放对应的权限，钢筋劳务人员可以在信息管理平台上下载钢筋审核单进行审核，在发现错误之后要及时与翻样人员沟通并进行修改，然后进行再次录入；钢筋加工厂可以下载钢筋加工单指导钢筋加工；现场绑扎工人则可以下载钢筋绑配单和排布图（见图2），高效快捷的完成现场钢筋绑扎 工作。

图1 创建结构模型

图2 料单数据

4 钢筋数控加工

集约化加工的核心是人均产能的输出，通过零构件差异化批量加工组合、不同工位单元协同组织、不同施工阶段资源动态调整等技术手段，最终实现集约化加工高产能、低损耗、零库存的 目标[2]。

4.1 传统钢筋加工现状

目前，我国钢筋工程的加工操作还依靠施工人员在项目现场进行，这种分散式的半人半机械化钢筋加工模式不仅工人劳动强度大，还不能保证半成品钢筋的质量，废品率高，容易延误工程项目的施工进度；同时现场分散式加工还存在许多安全隐患，不利于项目现场标准化管理和工程产品质量的提高。

4.2 引进钢筋数控加工设备的思路

设备的强项是标准化，引进钢筋数控加工设备提高了钢筋加工流水线的自动化水平。但是单一设备或者少量设备是难以发挥全部功效的，钢筋加工生产线必须要形成配套规模，从而提升设备自动化、智能化水平；同时要梳理钢筋生产加工工艺，实现全部生产线在原材上料、半成品中转、半成品打捆、半成品运转等关键环节实现自动化流水作业，达到增加效益的目标。

图3 钢筋自动化加工设备

5 钢筋智能化打包、配送

钢筋半成品的高效配送运输可以达到多快好省的目标。建筑行业在我国发展多年，施工现场一直以粗放式的管理进行各种工作，近几年才慢慢开始研究学习精细化管理和施工工序优化。所以钢筋半成品的配送运输并未得到相关建设部门的重视和支持，管理者认为精细化管理会造成施工成本不必要的增加，同时加剧项目管理的复杂程度，不利于工程项目的推进[3]，而且国家发布的相关行业规范并不健全，我国钢筋半成品的配送运输尚处在一个探索阶段。

但是随着时间的推移，建筑产业信息化水平的不断提高，以及对文明施工、安全施工等的综合考虑，越来越多的工程项目会采取钢筋集约化加工配的模式。对于钢筋智能化配送这方面，我针对钢筋半成品清点、钢筋半成品装车顺序以及配送路线规划等方面有以下几点 思考：

①钢筋半成品装卸过程中可以对现场半成品钢筋进行拍照，利用点数工具快速识别进行数量清点；

②充分考虑不同类型钢筋半成品的形状、占地面积和比重等情况，合理安排半成品的装车顺序，确保运输车辆效率最大化；

③由于钢筋配送是有时效性要求的，配送路线必须提前规划好，同时可以在运输车辆上配备无线定位和视频监控等设备，确保实时了解运输车辆动态，避免延误。

6 项目应用

天河机场三期扩建工程以及葛店新城PPP项目分别就项目局部试点和管理体系整体测试做了相关探索应用，证明新模式下钢筋工程的集约化加工是可行的，具有很大的实操价值。

7 结语

通过阐述传统钢筋工程在钢筋翻样、信息传递、钢筋加工和配送运输过程中可能存在的诸多问题，一一提出对应的解决办法。BIM批量化建模和钢筋断料技术大大提高了钢筋翻样的速度和准确性；基于信息管理平台的数据录入和传递，使参与人员之间的信息更透明，工作效率更高；数控设备的引入对钢筋半成品的加工产生了巨大的作用，人均产能输出约是传统加工的2倍；合理高效的智能化配送，不仅可以提高运输车辆的利用率节约成本，而且可以确保工程项目进度。BIM技术在钢筋工程中的应用肯定会加速推动传统建筑产业的 发展。