使用Tekla搭建波形腹板钢梁的优势——基于BIM技术在钢箱梁深化设计中的创新应用

文｜甘肃博睿交通重型装备制造有限公司 胡炜璧 王娜

为指导和推动建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的应用，2015年住房和城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》。BIM技术落地应用刻不容缓。施工企业需要响应国家号召，积极培养人才，提高专业人才数量和技术应用能力，开展职业培训；加强已应用BIM技术项目间交流沟通；完善企业BIM 应用制度标准，提高企业竞争力。为达到2020年BIM技术与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用迈出坚实的一步。本文以敦当项目哲兰德沟大桥建设工程施工第4 标段钢箱梁施工工程为例，阐述BIM技术在施工中的应用经验。

1.BIM技术应用背景

项目成本包括项目生命周期每一阶段的资源耗费，其基本要素有人工费、材料费、设备费、其他规费等。所谓项目成本管理指的就是为了确保项目实际发生的成本不会超过项目的预算，让项目在所批准的预算范围之内按质、按量并经济高效完成所确定的目标而进行的各项项目管理的活动。项目成本管理的效果将会对项目的绩效带来直接的影响，所以开展项目成本管理的过程之中必须要坚持全项目生命周期的管理原则。传统施工中，由于项目预算阶段无法有效的避免设计变更、清单估算偏差过大等问题，造成项目成本预测的偏差不能满足项目成本控制的目的。

伴随着信息技术的发展以及应用，BIM技术也得到了大力的推广，工程施工技术也获得了快速的发展，各种数据可以被更加高速的处理，并且能够根据实际情况对数据库进行自动化的调整，这就可以有效地避免工程前期只能够依靠经验而使得最终结果不准确的问题，让项目施工预算的精度以及工作效率都得以大幅度的提升，进而为工程前期成本预算提供更加准确的数据支持。

钢箱梁项目在前期策划时即明确要在项目施工阶段进行成本管控，借助BIM技术提高成本控制的效率，确保利润最大化。BIM 的最大优点是可以使项目内外部结构清晰明了，清单快速而且准确的输出，能够发现设计中出现的构件碰撞问题，进而降低安装时遇到难题的程度。

2.BIM技术在钢箱梁深化设计中的创新应用

国内现阶段针对曲线钢箱梁的深化设计尚无一款专业的BIM 软件，主要采用单一的CAD 平面放样深化，其存在以下缺陷：一是工作效率低，往往为单兵作战，无法实现技术人员的协同作业；二是钢箱梁施工存在大量的穿孔零件，易发生结构冲突，各联线型匹配度要求高，并且与土建交叉施工部位多，CAD 深化对结构冲突检、线型错误的验检查方法不直观，存在较大的人为失误风险，在大型桥梁项目中此问题尤为突出；三是加工过程的零件、单元件、构件清单管理需各部分独立手工计算再累加，工作量大、错误率高，更改难度大。

针对上述问题，笔者所在的甘肃博睿交通重型装备制造有限公司经过长期的BIM技术攻关与实践积累，在桥梁BIM技术应用上创造了将Tekla 软件、广联达BIM5D 与CAD 三维放样相结合的方式进行钢箱梁深化，攻克了在Tekla 软件中建双曲线型钢箱梁模型的重大难题，并在本工程中成功推广应用，在国内尚属首次。

3.BIM技术的综合应用[1]

运用广联达BIM 5D 项目管理平台进行施工现场的安全、质量、进度、造价的实时管控，合理利用三维模型+时间+造价的维度对工程全方位、施工全生命周期的把控。应用BIM 的协同工作原理，每个工作岗位进行合理的任务安排，然后汇总在BIM 5D 工作平台进行分析、模拟，发现有偏差进行及时的矫正。

综合利用BIM 5D 项目管理平台桌面端、移动端、网页端，进行项目的质量、安全、进度管理。模型建成后，导入BIM 5D 平台，现场管理人员利用移动客户端可以随时查看模型文件，以及项目管理文件。

通过BIM 5D 管理平台使项目管理各个环节形成一个有序的闭环：安全员现场巡查过程中发现一处安全隐患，在移动端发出一条安全问题整改任务。该任务包括楼层信息、轴线位置信息、整改期限、问题描述、责任人、参与人等信息。责任人接收到整改任务，依据问题信息描述进行安全隐患整改，整改完毕自检合格后在移动端回复问题整改情况。安全员接到移动端提醒后，到现场复查，合格后，在该安全整改任务中标记已处理。整个管理流程运用互联技术依托BIM5D 管理平台快速、高效进行，形成一个闭环回路。

4.可视化的技术交底

通过BIM技术进行三维可视化的图纸会审，在施工前期能够准确解决图纸中的问题，缩短因图纸问题造成的工期延误，避免返工，进而节约施工成本。运用BIM技术可视化特点配合传统技术交底，让工人更形象、更具体的了解各施工工艺，包括钢箱梁单元件加工、钢箱梁加工总装配、钢箱梁施工过程策划。

5.模型可视[1]

5.1 模型搭接

根据建模规则，利用Tekla 建立各专业模型，建模过程中根据图纸构件信息及时完善构件的搭建，做到信息完善。通过模型的建立，发现图纸中构件信息不全，施工难度大或设计不合理的地方，并加以记录。

5.2 图纸会审

将各专业的图纸问题进行汇总，并以附模型图的形式向设计单位提出问题。使设计快速发现图纸中存在的不合理和缺失的内容，并及时进行完善。

各专业图纸完善后，利用Navisworks进行各专业模型间的碰撞检查，如发现专业间的冲突之处，以模型的形式发给设计单位，并补充完善图纸会审内容。从而完成单专业、多专业间的综合性图纸会审，最大限度的达到完善图纸的目的。

6.工程量清单管理

6.1 模型建立

根据建模规则和公司建模细则，由多人协同在最短的时间内完成钢结构部分的Tekla 模型，并根据图纸会审内容，完善、修改、补充钢结构模型。

6.2 模型审核

在Tekla 模型完成全部结构搭建及信息录入后，提交BIM技术中心进行三级审核，首先由其它建模人员对模型进行互校，重点检查模型分段划分是否符合方案要求、结构是否完整、零部件等基本信息；其次由主管工艺的组员对模型进行工艺检查并提出工艺优化方案，之后模型交由副组长及组长对模型的标高、线型等重点信息进行审核，并填写模型审核表，模型修改完毕确认无误后方可输出施工图纸和工程量清单。

6.3 清单输出

1）模型筛选和过滤

使用Tekla 中对象过滤功能（选择过滤或显示过滤），可以选择全部或需要的部分模型。

2）导出工程量清单

材料清单：用于原材提料采购。零件清单：用于排版、下料。

构件清单：用于对内、对外结算使用。

3）工程量清单整理

由Tekla 生成的EXCLE 文件，整理成符合提料、排版、发运等过程的固定格式清单后，即可作为最终的文件使用。

6.4 工程量清单管理

在BIM 信息化模型搭建完成后，就可利用BIM 平台全自动输出各类型清单，效率远超往常人工统计。在图纸会审阶段就可对设计图提供的工程量信息进行审核，便于施工企业在施工伊始就可对工程施工成本做到精确把控。

各类型清单编制、管理全自动化，统计计算过程由计算机完成，准确率高、速度快，为公司各专业部门提供高效、准确的决策依据。

7.过程把控、考核制度

7.1 过程把控

模型搭建：模型建立应确保搭建精度、构件属性准确，严格遵循建模规则。

现场管理：施工过程中应确保实际施工的准确性，及时进行施工过程中的实测实量并数据记录准确，严格控制现场管理，避免材料浪费。

数据汇总分析：根据实际情况收集汇总数据，将现场实际工程量与预算清单工程量进行对比，分析材料偏差原因，做好记录。

7.2 考核制度

根据实施方案惩罚制度，对各项应用点做好明确的奖惩制度，对节约材料的的班组给予奖励，对造成材料浪费的行为进行处罚。

8.结语

通过BIM技术的运用，实现了项目从投标预算、前期准备、过程施工和最终竣工的全过程成本管控，在保证工期和质量满足业主要求的前提下，把成本控制在计划范围内。BIM技术的快速发展对施工企业的现场施工与管理提出更高的要求，通过在已有项目上的BIM技术应用，使我们更有信心在未来的发展中迎接挑战。