针对传统施工中梁体的储存、移运、养护、施工等环节的信息化管理水平不高,导致预制梁资源配置急需优化;在预制梁钢筋绑扎过程中,预应力管道精准定位困难,普通钢筋与预应力管道冲突多,导致返工多,极大影响到预制梁钢筋绑扎施工进度与施工质量。为此陕西铁路工程职业技术学院桥梁BIM技术应用创新团队与中铁一局三公司合作研发了依托BIM技术的大型预制梁场三维动态管理系统,并发明了相关专利,以提升项目管理效益。
1.解决企业难题
(1)预制梁信息化管理水平不高,导致施工过程中的资源浪费
预制梁场传统施工过程中的储存、移运、养护等环节中,由于存在预制梁场占地面积大,预制梁数量多,不同梁体施工状态和养护龄期信息各不相同,从而使得场地、模板、人工、材料等资源的配置优化难度大,预制梁所涉及的周转、运输、调配混乱无序,导致资源的大量闲置与浪费。
(2)预应力管道精准定位困难,普通钢筋与预应力管道冲突多
由于施工图设计过程中,将普通钢筋、预应力钢筋分开设计,信息集成困难,无法预知普通钢筋与预应力管道之间的空间位置冲突,导致工人在预埋管道的时候才发现普通钢筋已经占据其空间位置,从而不得不割断钢筋,返工导致工期延误,人工与钢筋材料浪费,极大地影响到预制梁钢筋绑扎施工进度与施工质量。
2.解决思路与方案
(1)开发软件,发明实用新型专利,以提升预制梁项目的信息化管理水平
通过系统开发预制构件场的三维动态生产管理系统V1.0软件,可实现生产员查询终端打印生产任务单、管理员角色查询存梁台座空闲剩余情况等图表、技术员查询为每片梁的混凝土保护层厚度和回弹强度等信息、梁场技术员查看、审核生产任务单、梁片信息以及施工工艺视频。
同时通过发明实用新型专利“一种标识台座编号用于定位预制构件的施工指示牌”精心设计水平面指示面和竖直面指示牌,立体形态多角度的结构指示效果明显,指示牌使用螺栓,安装方便可循环使用;材质为钢材,标识还具有荧光夜视功能,在弱光线下增强显示效果。
(2)运用BIM技术实现预应力管道精准定位,解决钢筋与管道内部冲突
通过发明专利“一种基于BIM定位连续箱梁预应力管道的方法”实现将混凝土结构截面尺寸信息、普通钢筋信息、预应力孔道信息和预应力管道信息集成转化成空间立体可视化的三维结构,可以通过BIM的可出图性从三维模型中获取空间预应力管道的定位信息,指导工人焊接定位钢筋,实现预应力管道的精确定位。
通过发明专利“一种基于BIM解决普通钢筋与预应力管道冲突的方法”将传统二维平面施工图纸中的混凝土构造信息、普通钢筋信息以及预应力管道信息三者集成到三维BIM信息模型中,能够简单直观的找出普通钢筋与预应力管道冲突位置,预先提出冲突避绕方案,指导工人进行钢筋下料与绑扎,避免后期返工。
3.项目合作方式
通过校企合作技术服务项目或校企横向科研课题形式开展技术攻关或科研攻关。
4.社会经济效益情况
基于BIM技术建立的三维动态生产管理系统,应用于中铁一局三公司绥延高速土建3经理部1号梁场,应用监控设备实时监控梁场内部全景,传感设备可对搅拌站粉料罐内的存量进行现量形象监控,实现了梁场内的实时监控融合,节约经济成本达800万元。运用BIM技术优化钢筋绑扎管道冲突问题主要经验成果为中铁一局二公司哈牡客专蚂蚁河一号特大桥施工项目节约成本约446万元,为中铁一局四公司格库铁路格东特大桥施工项目节约成本约580万。
BIM技术在预制梁场信息化管理与施工中的研究与应用成套技术获得了计算机授权专利1项、发明专利2项、实用新型专利1项,发表相关论文26篇。