基于BIM技术对多类型吊装工艺的成本控制分析

基于BIM技术对多类型吊装工艺的成本控制分析

王仁旺 邵军锋 唐秋福

中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 611730

摘要：在各类型装配式建筑物中，吊装设备对于施工成本的影响，在本文中综合运用BIM技术，对多类型吊装工艺的成本进行了分析，其目的在于实现该技术在此型吊装工艺中对成本的控制

关键词：成本控制、工艺分析、进度优化、辅助施工

前言

随着经济腾飞，信息化技术飞速发展，装配式建筑因其本身具有施工工期较短、构件结构稳定性好、安全性强、生产效率高、附加成本低、施工管理难度较低、工艺简单、建筑垃圾再利用率显著提高、建筑美观度得到较大提升、建筑设计形式多样性等优点，渐渐广为人知。但是在装配式建筑应用程度的加深中，装配式构件吊装作业的主要控制点仍在是传统的吊装工艺和设备间，由于缺少有效的信息化技术的引导，导致吊装作业过程中设备的选择和吊装成本高居不下。 因此，如何运用BIM技术对装配式构件吊装设备进行合理的选择，以及如何最大限度的控制其施工成本，是装配式建筑目前需要解决的问题。 而将本文中基于BIM技术对各类型吊装工艺的吊装分析可以有效地解决这些问题，并在此对此类问题进行初步探讨。

1 工程概况

本文中主要以绵阳科技城集中发展区核心区综合管廊及市政道路建设工程（PPP）项目的装配构件吊装工艺为例进行讨论。

本工程中道路工程包含4条城市主干道，管廊建设总长33.654公里。采用分片预制装配式管廊，结构为底板现浇，侧墙、中隔墙、顶板分片预制拼装方式。

2 基于BIM技术对各类型吊装设备影响成本原因分析

2.1基于BIM 技术的吊装场地布置

随着对地下空间开发利用力度不断加大，大型吊装设备的升级发展，工业化生产的装配式建筑将逐步取代传统建筑；地下建筑物也从原先的功能单一、可利用空间较小逐步向多功能合一、可利用空间增大、多层次空间利用发展，装配式建筑大发展需大型精细化构件，而大型预制工厂的建设也为大型装配式构件的生产提供了必要条件，但是在整个装配式建筑施工时，现场施工空间是非常有限的，尤其是在城镇建筑密集区，施工中容易出现构件碰撞或者是吊装困难现象。同时一些大型吊装设备对于地基承载力的要求，也严重影响了装配式建筑物的建设。针对这两种问题，通过BIM技术能够直观的对吊装施工进行指导。通过构建施工场地模型，按相同比例还原附近建筑及本工程建设期内各类临时建筑模型，再对区域进行确切分区，通过revit、Naviswork、fouzr等软件，我们能够很好的模拟，从预制构件运输到场地内的堆放、中转、吊装设备就位、起吊、安装：再到吊装设备场内移动等进行模拟，检测场地与各区域的参数是否合理，如道路的宽度与转弯半径、吊装设备的作业半径范围、材料加工区域的布置、通过参数优化调整场地布置位置，合理选择吊装设备，提升场地布置的合理性，为装配式建筑吊装施工做好准备工作。

例如在管廊项目预制构件吊装过程中，按原有设计应使用330吨履带吊（图一），但由于现场征拆原因和原有道路与现有施工道路相交叉位置，导致履带吊不能在整个场地内完整的行进，整个工作面呈点线分布，通过采用BIM技术对现场工作面进行实景建模，并进行构件吊装模拟，通过以上方式，我们确定在一些较小的工作面可以采用汽车吊（图二）进行施工，虽然这样在一定程度上减缓了该位置的施工速度，但是其中节约的成本包含了履带吊安拆一次的安拆成本，以及为满足履带吊通行而发生的施工场地道路改造的成本。

（图1）

（图2）

2.2基于BIM的吊装过程模拟

为控制整个吊装过程中的施工时间，预制构件从工厂运输到施工现场的运输时间。应进行合理的规划，并提前计划好运输路线及运输时间，同时在生产中应考虑相同段落的预制构件（图3），尽量同一批次生产，同一时间运输，同一时间安装。由于不同的预制构件尺寸（图4），其相差较大，造成运输车辆堆放运输难度较大，所以如果预制构件装车不合理或构件防护措施不到位，也可能在运输或安装中损坏预制构件，造成运输成本的增加。为了降低运输部分带来的成本损耗，我们通过BIM模拟对构件装卸顺序运输逻辑，进行合理的规划。同时正确的规划构件到场顺序，避免运输构件的车辆在现场停放时间过长，尽量做到随来随吊随安装，形成较好的施工逻辑。

（图3）

（图4）

在通过BIM技术对整个吊装进行模拟时，应尽量还原现有工作面的各类型情况主要包含电缆电线通讯线路铁塔树木房屋等可能会对吊装作业范围产生交叉碰撞的物体。以上均考虑了，在不同的设备环境下 BIM技术能够对整个吊装工艺成本产进行分析的要素，但在整个吊装施工作业中成本占有比例最高的是机械费用。

3 基于BIM技术对吊装施工机械效率的分析

3.1人工因素对于机械工作效率的影响

在目前的预制混凝土构件吊装过程中，各类型构件种类繁杂节点较多，例如混凝土预制侧墙，即使是在现场发生较小的位移，也有可能造成其定位困难无法完成插销无法就位，而这些较为复杂的节点，对于现场施工人员的专业能力以及技术要求较高，施工人员能否快速的对构件进行定位安装是决定现场机械工作效率的重要因素，为了解决该类型的不足，我们根据BIM可视化的显著特点，根据现场的实际情况。制作出具有实践条件的BIM动态交底样板，例如侧墙吊装样板，顶板吊装样板等对这些进行动态化施工交底，在一方面能够增加现场施工人员对预制构件吊装工艺的熟悉程度，另一方面也解决了工人不熟悉现场施工流程而造成的施工降效。（图5）

（图5）

3.2施工效率的合理提升

构件吊装施工的技术方面也至关重要，构件吊装方法的选择与构件吊装效率息息相关。其选择应该综合详细的考虑不同工程最大构件的重量、建筑物的高度、工期以及现场环境等所有工况，对混凝土预制构件的吊装工艺进行透彻细致的分析，减少反复施工。在构件吊装前要做好准备工作，在吊装前按照构件的类型准备好吊具，在进场存放过程中根据施工进度计划在构件上标注出顺序号，保证标志的顺序号与图纸上的顺序一致，同时在预制构件吊装之前保证措施性埋件、构件连接埋件埋设准确，连接表面保证清洁干净。在吊装预制构件时，其起吊位置、起吊点的设置是关键性技术，必须经过专业设计人员的精密计算，同时保持每一个预制构件的独立性，应有其各自的起吊位置和指定吊点，同时在吊装时确保吊装钢丝绳保持竖直，避免产生水平作用力导致预制构件出现旋转。而不同设备的起吊方式和吊装时间是有差异的，对于体积较大的构件在吊装过程中，吊装设备的自重较大的构件的晃动幅度较小，所以在吊装过程中其定位精度高施工效率好，但是在线性工程内存在的不连续工作面容易造成设备安拆费用的增加，采用工作量与设备成本相关联的吊装选择方式，对于成本控制是非常有必要的，所以在开始的时候，我们通过BIM模型得出预制与现浇的工程量，测算出区域内一个施工循环所要进行的吊装工程量，由此来选择设备。

4 结语

装配式建筑其主要优点是可以节约大量的劳动力，而且有在建造过程受天气的影响较小和施工速度快等优势。在我国的装配式建筑中常常采用的是 PC 结构，装配式混凝土构件的吊装效率不仅影响着建筑的进度，还影响质量与安全。这不仅是施工承包商也是业主关注的话题，也涉及到进度款的支付和合同安排的管理，构件吊装效率是关键的问题史上的一个革新。通过建立基于BIM的工程项目管理信息系统，使计算机可以表达项目的所有信息，信息化的建筑设计才能得以真正实现。系统可以实现项目基本信息管理、进度管理、质量管理、资金管理的整合，通过管理和利用项目统计数据，挖掘数据的潜力，发挥其决策支持功能；系统可以为行业规划与决策提供多维的信息支持，突破项目信息管理的传统方式。基于BIM技术对于工程的施工指导作用并不仅仅局限于此，在未来我国人口出现衰减后，建设工程施工也会逐渐向工厂化转型，于是BIM技术的发展或许会成为必然趋势。

参考文献：

1. 白海龙． 城市综合管廊发展趋势研究［J］． 中国市政

2. 陈小波． 基于DEMATEL方法的装配式混凝土构件吊装效率影响因素分析. 工 程 管 理 学 报

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