晉兆豐, 葉光榮, 李長江, 余明邪, 黃 沛

(中國華西企業(yè)股份有限公司第十二建筑工程公司,四川成都 610081)

1 工程概況

成都市新津區(qū)人民醫(yī)院位于新津區(qū)寶墩鎮(zhèn),總投資12.7億元,占地面積約7 ha,規(guī)劃總建筑面積約總共建筑面積12.9萬m2,主要建設內(nèi)容包含人民醫(yī)院、三中心(疾控中心、急救中心、執(zhí)法大隊)及2條配套道路工程。其中,直線加速室為施工重難點,其位于地下室負一層長15.86 m、寬13 m,占地面積203.18 m2。豎向混凝土墻厚度1.3～3.0 m之間,結構凈高5.13 m,頂板厚1.9～3.1 m之間。本項目支模架采用重型承插型盤扣式鋼管支架,建筑結構中有變截面、降板和異型結構。

2 承插型盤扣式鋼管模板支撐架的基本結構

工程支撐體系采用承插型盤扣式鋼管支架件(立桿、水平桿及斜桿)、可調(diào)頂托、可調(diào)底座、盤扣節(jié)點和套管等組成,盤扣節(jié)點由立桿上的連接盤、水平桿及斜桿的桿端扣接頭和插銷片組成,立桿用套筒進行上下套裝,水平桿和斜桿則通過盤口節(jié)點插銷連接在立桿上,形成支架體系的基本架構[1]。立管為Q345A-φ60×3.2 mm,橫桿采用Q235B-φ48×2.5 mm,斜拉桿采用Q235B-φ33×2.3 mm,底托采用Q235B-φ48×6.5×460 mm,頂托采用Q235B-φ48×6.5×460 mm。立桿間距大面積按600 mm×600 mm,局部位置按600 mm×300 mm、300 mm×300 mm布置。水平剪刀撐在搭設時需在水平桿第一步設置一道、頂層設置一道,中間自下往上設置間距4跨設置一道,夾角為45°～60°。所有結構全部使用了熱鍍鋅的防銹技術,有效提高了結構使用壽命和耐久性。聯(lián)接插銷具備自鎖功能,通過聯(lián)接插銷和桿件搭設焊接成體,為支架的現(xiàn)場裝配和施工使用穩(wěn)定可靠。通過水平桿、立桿和斜桿相互連接成一個架體單元,再由多個架體單元連續(xù)為完整的支撐體系。合理的配模數(shù)量和搭接構造是保證該支撐體系安全和穩(wěn)定的基礎。

3 BIM技術優(yōu)化架體搭設過程

3.1 BIM技術優(yōu)化工藝流程

按照現(xiàn)場要求,制定了施工方案并對結構部件初步選型—使用BIM軟件,制作各結構部件的種族模型及單元模塊—族模型及單元模塊按照施工方案布置,并建立支撐架體模型—檢驗已搭建的支撐架體的操作性和可行性—根據(jù)支撐架體建模計算出的結構部件數(shù)量,盡量與模數(shù)一致,統(tǒng)籌采購—根據(jù)支撐架體建模進行模型輕化應用—工程技術人員對現(xiàn)場管理人員技術交底后,并根據(jù)輕量化模型現(xiàn)場搭設作業(yè)—根據(jù)作業(yè)環(huán)境等各種因素,在過程中不斷調(diào)節(jié)支撐模式,以增加每一次安裝合格率。

3.2 BIM技術優(yōu)化架體搭設的技術要點

3.2.1 構配件的初步選型

按照施工方案中以及安全技術規(guī)程中的要求,嚴格選型構配件。其中,立桿的選型要考慮到圓盤的設置和相鄰立桿間連接套管接頭的錯位;水平桿的選型時,則要重點考慮板下與梁下支撐架體單元相互連接部位的水平桿,該部位的水平桿宜與板或梁下支撐架體的水平桿采用同一模數(shù),減少同一區(qū)域的相同構件模數(shù)的種類;斜拉桿的選型則受制于立桿和水平桿。故在選擇各構配件的規(guī)格型號時,應盡量滿足“規(guī)格模數(shù)統(tǒng)一”、“架體單元統(tǒng)一”,方便于材料的購買以及后期的施工[2](圖1)。

圖1 盤扣架的選擇

3.2.2 關鍵部位進行支撐架體搭設

根據(jù)項目總平面布置圖分區(qū)分部位,找出關鍵部分進行支撐架體的搭設,一般包括超寬、超厚、變截面、異形結構、特殊需求的梁、板、樓梯、預留洞口集中處等下部支撐架體。本項目研究主要針對醫(yī)院直線加速室超寬超厚頂板為關鍵部分,在滿足基本的構造要求和方案保證安全要求的同時,需要同步考慮非關鍵部位支撐架體的統(tǒng)一。尤其需要關注的是關鍵與非關鍵部位架體之間的聯(lián)系,整理發(fā)現(xiàn)連接處架體模數(shù)異常的情況,對模數(shù)異常區(qū)域進行統(tǒng)一優(yōu)化,減少非正常模數(shù)的種類,盡量規(guī)劃標準模數(shù)構配件的基本數(shù)量,降低材料的采購成本及搭設難度(圖2)。

圖2 支模體系BIM模擬

3.2.3 檢驗BIM支撐架體模型的安全性與可操作性

技術部及安全部門在階段中,應該及時溝通現(xiàn)場管理人員的,共同分析現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境,做好記錄,提出對支撐架體的修改意見。技術人員核對修改意見合規(guī)性及安全性,現(xiàn)場管理人員分析現(xiàn)在搭設盤扣架體體系的可操作性。最終,匯總最后針對所提出問題的修改意見,BIM技術人員對BIM模型進行修正優(yōu)化,使得基礎BIM建筑結構模型與BIM支撐體系模型進一步完善與匹配。

3.2.4 BIM信息模型對構配件的統(tǒng)籌采購

在材料部門采購和計劃進料的過程中,BIM模型建模質(zhì)量及基礎數(shù)據(jù)信息尤為重要。不僅可以確定各構配件型號類型、采購數(shù)量,還可以確立進貨次序、材料堆碼等施工進度信息。根據(jù)工程進度推進,對不同的建筑階段和作業(yè)面結構材料運輸、給料順序以及存放地點的總平圖作出規(guī)劃,按照工期分區(qū)分批給料,科學堆碼,在保證工程進度需要的同時,大大減少物料堆積場地的面積以及二次或多次運輸所產(chǎn)生的成本消耗。

3.2.5 制作易操作的BIM輕量化模型

將BIM模型導入BIM協(xié)同同平臺制作交底二維碼及文字鏈接,可將原始設計圖紙導入BIM模型基層,二維及三維同時查看。著重研討了各個交匯點的銜接,研究重點包括了梁與板交接處、降板區(qū)與非降板區(qū)交接處、預留洞口與周邊結構交接處、異形狀結構與常規(guī)構件交接處、斜拉桿、梁連接處等關鍵部位。在架體搭設前,應利用BIM輕量化模型完成工藝技術交底工作。讓一線操作人員對各部位支撐架體采用的各構配件的規(guī)格型號選擇和搭設方法產(chǎn)生有更直觀形象的理解,從而有效提高一次安裝合格率。

3.2.6 現(xiàn)場管理人員根據(jù)BIM輕量化模型指導施工

在架體搭設的過程中,現(xiàn)場管理人員可以根據(jù)BIM輕量化模型進行現(xiàn)場指導,在材料進場時按照擬定的施工方案進行組織協(xié)調(diào)。對搭設步驟進行劃分,在保安全情況下將各個工作面的工人細化,大大提高架體搭設作業(yè)效率與質(zhì)量。在遇到復雜節(jié)點區(qū)域搭設時,及時聯(lián)系BIM技術人員,溝通BIM模型同現(xiàn)場實際情況問題點及控制點,按照圖紙及規(guī)范進行調(diào)整,及時解決爭議的搭設點,提高一次安裝合格率。

4 結束語

依據(jù)施工方案和安全技術規(guī)程要求,通過利用 BIM 技術建立承插式盤扣式模架BIM模型。在建立模型的過程中,內(nèi)業(yè)商務人員積極協(xié)調(diào)現(xiàn)場管理人員,在嚴格落實方案,精準把控材料用量,達到控制成本目的。在架體搭設之前,可驗證承插型盤扣式鋼管模板支撐架各構件的適用性和操作性。分析建筑物不同區(qū)域的支撐體系搭設要求。同時利用BIM技術形成BIM輕量化模型來進行施工技術交底及安全教育,使一線作業(yè)人員更直觀掌握支撐架的搭設步驟和控制要求,優(yōu)化了承插型盤扣式鋼管模板支撐架的搭設,提高一次安裝合格率,保證工程施工的質(zhì)量、安全和進度。因此,基于BIM技術承插型盤扣式鋼管模板支撐架施工具有較大的實際應用價值。