基于BIM的装配式建筑全过程管理 

基于BIM的装配式建筑全过程管理 

唐云,陶玲,龚达,王家军,黄新,张琴

（中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 200135）

[摘要]介绍了BIM技术对装配式建筑管理方式，利用BIM技术提高建造效率，保证质量，并在全过程进行管理，达到精细化管理的效果。

[关键词]装配式建筑，预制构件、云平台、质量管理

引言

装配式建筑是建筑行业转型发展的重要方向，BIM技术作为推动信息化发展的重要手段，BIM技术的推广和应用使得建筑业在提升效益、实现信息化管理等方面成为可能[1]，也为建筑业转型发展找到了突破口，本文以同济大学自主智能无人系统科学中心项目为例，分析BIM技术在装配式建筑中的全过程管理方面的应用。

一、项目介绍

同济大学

上海自主智能无人系统科学中心项目位于上海市浦东新区，建成后将满足自主智能无人系统领域的实验和科研等需求，加速促进人工智能相关学科的深度交叉融合，并助力推动上海成为人工智能创新策源高地、应用示范高地、制度供给高地和人才集聚高地。项目总建筑面积127575㎡。地下二层，地上建筑由4栋单体组成，装配率高达40.77%，其中1#楼63.85米（17F），2#楼79.70米（16F），3#、4#楼58.75米（11F）。工程主体结构为装配式钢筋混凝土框架-剪力墙结构，基础型式为桩筏基础。效果图和施工现场图见图1、图2。

图1  项目效果图                 图2  现场航拍图

二、全过程管理

（一）设计阶段：

本项目预制构件共计5032个，整体装配率为40.77%。借助BIM技术，采用Tekla及Revit软件对预制构件进行深化，合理进行钢筋布置，有效解决核心区域钢筋布置以及预留预埋等难题，并对墙柱节点进行深化，优化节点间的钢筋排布、绑扎工序，提高了设计的效率和质量。

图3  Takla软件对预制构件的深化

（二）生产阶段：

（1）基于BIM的部品部件计算机辅助制造(CAM)和生产管理系统: 通过将构件的BIM三维结构数据转换为生产设备需要的MES系统的数据，然后经过任务计划资源的执行，将MES系统数据传输给设备端，并通过CAM系统输出设备的一系列自动化动作，搭建构件信息管理平台，实时追踪物流信息，接入企业ERP系统[2]。

（2）工厂采取专人驻场管理，对PC构件生产全过程监督，见下图4；现场加强PC构件进场验收，对预制构件进行编码，验收合格后张贴二维码，对数据信息严格管理，实时跟踪定位，避免丢错，见下图5。

图4  专人驻场管理                   图5  进场验收

（三）施工阶段：

（1）BIM技术主要应用于施工现场堆场管理、场地优化布局、构件吊装方案模拟优化、三维可视化施工交底等方面。由于本项目施工场地狭小，可作为PC构件堆场的场地有限，结合各个配件数量、尺寸等数据信息，利用BIM技术规划PC构件堆放场地，成品堆放，见下图6，合理安排构件在施工现场的堆放及进入现场顺序，利用BIM技术进行吊装顺序模拟，对施工班组进行三维技术交底，高效施工安排，运输路线规划。利用数字化手段模拟对装配式建筑的安装过程，从轴网定位、预制柱吊装定位、脚手架搭设、框架梁底木方模板安装、框架梁底箍筋绑扎、PC次梁安装、核心区域钢筋绑扎、框架梁侧模板安装、钢管加固、对拉螺杆安装、梁顶钢筋绑扎、拦截气囊安装、混凝土浇筑、模板拆除模拟，见下图7，能有效发现各类微小错误，这对提升装配式建筑整体设计水平有极大促进意义。

图6  PC堆场管理                       图7  三维施工交底

（2）构件进场验收采用“一件一码一模型”

利用二维码进行追踪管理，见下图8，从加工厂信息录入——二维码粘贴——进场验收——吊装追踪——吊件堆放——验收完成[3]，打通构件生产-运输-进场验收供应链条，可实时扫描二维码更新验收动态。

图8  一件一码一模型

（3）采用有源RFID芯片与BIM技术相结合，PC构件流程跟踪记录，自动记录每个流程步骤同步于EBIM云平台，在BIM模型中动态展示。通过硬件技术减少人力成本投入，实现构件的全流程质量管控。

（4）施工吊装是建筑工业化中的最重要的一个环节。新型建筑工业化下装配式体系更多采用智能建造方式，并对项目管理、安装精度提出了更高要求。利用BIM技术实现吊重自动识别、复核、实现全过程零汽车吊进场吊装构件，提高塔吊使用效率，见下图9。

图9  塔吊吊重复核

（5）通过3D激光扫描技术与BIM结合，进行拼装校验、指导施工流程等，最终达到质量可控、精度提升及进度优化。

图10  三维激光扫描

（四）运维阶段：

工程资料管理：工程图纸、方案、验收单等资料与 PC 构件关联同步至云平台，移动端可以随时通过扫描二维码查看PC构件相关资料。施工过程中扫描二维码，随时查看相关的图纸、资料，过程中的施工照片等。

质量问题协同：利用云平台，管理人员可在施工过程中记录质量问题，通过照片、问题记录、BIM模型构件关联等方式，做到线上线下质量问题随时记录随时处理，实现管理有痕。

结语

随着BIM技术发展应用，为装配式建筑的发展提供了信息化集成的基础，本文结合同济大学上海自主智能无人系统科学中心项目阐述了BIM技术在装配式建筑中从设计、生产、施工、运维阶段的应用范围和价值，利用BIM技术对项目施工进行全过程管理，在提高建造效率的同时，保证了施工质量，达到精细化管理的效果。

参考文献

（1）许杰峰，雷星晖．基于建筑信息模型的建筑供应链合作利益分配［J］．中国科技论坛，2016，( 10): 134-139

（2）张健，陶丰烨，苏涛永.基于 BIM 技术的装配式建筑集成体系研究［A］.建筑科学，2018，（1）：97-102

（3）曲强，刑进才.EBIM云平台在装配式建筑中的应用［C］.科技经济导刊，2017，（10）：43