浅谈BIM钢筋翻样系统在核电项目的应用研究

文／黄松鹏、李燕、张丽华、杜玉萍 中国建筑第二工程局有限公司 北京 100000

引言：

随着社会的发展与进步以及计算机行业的兴盛，钢筋放样软件由最初的二维平面CAD建模逐步发展成三维立体建模。CAD软件能够在平面中快速进行钢筋放样，但是三维立体较差，在核电核岛施工中，不能满足逻辑分析要求；广联达钢筋算量软件（GGL）可以实现三维，但是针对核电核岛复杂、不规则钢筋，难以建立模型；E筋放样软件较为方便快捷，对于普通钢筋较为适用，但是针对核电核岛复杂钢筋仍有局限；且目前钢筋放样软件在民建应用较为成熟，而在核电钢筋放样应用并不适用。

Revit是建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一，Autodesk Revit提供支持建筑设计、MEP工程设计和结构工程的工具，Autodesk Revit Structure中有专门的钢筋绘制版块，并在往年的软件升级中，功能逐渐得到优化升级。同时Revit提供丰富的API（应用程序编程接口），奠定了Revit平台级软件地位，基于Revit软件平台，开发钢筋翻样插件，把琐碎的建模工作自动化。同时开发功能完善的分段、切断工具，自动生成搭接、各类套筒连接及锚固板，配有智能的料单生成系统，再结合Revit自身功能使用，实现了核电钢筋翻样的快、精、准，提高核电钢筋施工效率、降低成本、确保工期。

1、软件运行环境

翻样软件是基于Revit平台的，所以软件运行首先需满足Revit运行环境，再有所加强，具体如表1所示：

表1 软件运行环境

2、软件功能设计

核电钢筋BIM翻样软件是自主研发的钢筋翻样插件，软件基于Autodesk Revit 2019开发，在Autodesk Revit 2019的基础上优化了钢筋建模方法，针对复杂形体、复杂形状开发了多种功能性插件，同时开发功能完善的分段、切断工具，能自动生成搭接、各类套筒连接及锚固板，并且配有料单生成系统，可快速导出料单，有效解决了项目钢筋翻样分段的问题。

系统包含账号管理、参数配置、钢筋布置、碰撞检查、钢筋加工、设计导航等六个模块，合计72个功能子项，旨在加快核电项目钢筋翻样速度、提高模型翻样质量，保障钢筋料单的完整性及准确性。软件界面如图1所示：

图1 软件功能设计

3、BIM钢筋翻样过程概述

钢筋翻样是指施工技术人员按图纸计算工料，同时列出详细加工清单和加工简图。其业务流程包含：①按设计图纸创建钢筋模型，并结合工程经验进行优化、创效；②对每根钢筋进行编码，以便钢筋加工生产跟踪管理；③进行碰撞检查分析，检查钢筋和预埋件、套管、预应力管之间的硬碰撞，及各工序操作空间等软碰撞；④结合碰撞检查报告对模型进行合理调整；⑤审核模型的完整性和准确性，审核合格则进行下一步操作，审核不合格则继续调整模型；⑥结合方案、规范进行钢筋分段；⑦导出钢筋生成料单。

3.1 前期准备

（1）制作BIM钢筋翻样样板：样板文件是在总结以往经验的基础上，提前对模型项目文件开展一定的设置和加载，如对保护层厚度、不同规格钢筋弯曲直径、弯钩直段长度等相关参数进行正确设定。

样板文件的设置有助于提升模型的标准化，减少因设置遗漏或者错误产生的模型问题。创建完美的项目样板文件，有助于降低软件操作难度，提升模型质量，工作事半功倍。

（2）结构模型导入：BIM钢筋翻样是以结构模型为载体，需要我们提前建立好结构模型并按拆分原则拆分，原因一方面考虑到计算机性能限制，要保证钢筋翻样的运行流畅，减少建模中产生的问题；另一方面拆分模型有助于后期断料及生成料单。

（3）熟悉图纸：钢筋翻样的本质是将图纸钢筋构件的规格、形状、尺寸、数量等内容，按照规范要求，精准合理的形成排版图及料表，是施工现场的有效依据，熟悉图纸是施工技术中重要的一环。

3.2 快速翻样方法

在确定起始点后可利用钢筋翻样系统功能“模型线转钢筋”完成钢筋形状的放样，然后对钢筋参数及编号等信息进行编辑，通过阵列对相同类型钢筋进行批量布置，也可通过构件类别工具选择主体编辑间距、长度等参数信息布满钢筋，针对钢筋长度参差不齐的情况可使用平偏、延缩对齐命令完成布置。考虑到核电钢筋数量较多，钢筋编号编辑较为繁琐，翻样系统开发了尾号自动设置功能，钢筋编号按顺序自动编码，使钢筋翻样更加高效。

核电厂房墙板有大量洞口，进行翻样时钢筋遇洞口切断，还需单独布置构造筋，工作量较大，通过结构建模时对洞口位置统一使用空心族放置，可使用翻样系统“楼板、墙体洞口切筋”“楼板、墙体洞口附加筋”工具，一键切断钢筋添加附加筋，对洞口位置进行快速翻样处理。

图2 BIM钢筋翻样示意

3.3 钢筋生成料单处理

钢筋模型建立完成后，下一步需要做分段处理，使用翻样系统中“钢筋分段”、“钢筋切断”等工具，将上述建立好的钢筋模型，按施工分段方案、施工要求及典型大样图规则进行分段。分段过程中需要考虑钢筋加工和现场安装的实际情况，如：钢筋加工完成时斜切面的平整度，在采用机械连接时会出现偏差，需对钢筋长度做出调整，避免影响保护层厚度。

在钢筋翻样系统导航栏中，刷新钢筋列表后，对指定区域、层数或编号的钢筋导出生成料表，进行加工使用。

4、应用概述

核电工程是施工难度较高的大型工业项目，其复杂结构部位相对较多，例如：在筏基厚度2.2m有多处集水坑和设备预留坑；环形区楼板厚度不同且有大量设备预埋件、洞口套管；安全壳闸门洞口区域截面较多，加厚区两侧宽度渐变等，传统翻样方式难以保证料单的准确性，通过BIM钢筋翻样系统，可直接进行钢筋三维翻样，可视化状态下不同板厚钢筋层数关系一目了然，并与各物项进行碰撞检测，提前发现钢筋碰撞、钢筋长度等一系列问题，冲突问题形成报告及时中馈，优化施工逻辑，减少施工问题，模型优化完成后生成钢筋料表用于加工使用。

结束语：

本文结合工程实例，对BIM钢筋翻样在核电项目的应用研究进行阐述，此项技术是一项降本增效特质的新技术、新工艺，还可以衍生出钢筋碰撞检测分析、钢筋自动化加工、钢筋工程算量等技术实施。BIM钢筋翻样系统的投入使用，为钢筋工程BIM深化设计创造了条件，为钢筋模块化生产、安装创造了条件，并且实现了钢筋工程全过程信息化管理，同时将逐步引进自动化设备，为钢筋工厂化加工鉴定了基础。

图3 钢筋模型导出料单

图4 环形区域钢筋翻样