在大型钢结构建筑施工安全管理中BIM技术的应用探析

在大型钢结构建筑施工安全管理中BIM技术的应用探析

李明明

广东省六建集团有限公司  528000

摘要；大型钢结构建筑施工安全管理是一项十分复杂的工作，一旦发生施工安全问题，不仅会造成较大的经济损失，同时还可能危及到施工人员的生命安全。BIM技术在其中的应用，不仅可以提高建筑施工的可视化程度，同时还可以对建筑施工进行模拟，并且在协调性与优化性方面还表现出了较大的应用优势。针对BIM技术在季华实验室一期建设项目B1栋大直径菱形花格钢结构建筑施工安全管理中的应用优势进行了探析，并提出了具体应用的有效策略，希望建筑施工安全管理工作的顺利开展有所帮助。

关键词：大直径菱形花格钢结构建筑；施工安全；BIM技术

引言：在B1栋大直径菱形花格钢结构建筑施工过程中潜藏有很多的危险性因素，所以出现施工安全事故的可能性较高。为此，在进行钢结构拼装建筑施工的过程中，一定要对施工安全管理工作的开展引起足够的重视，并全面的认识到BIM技术在其中应用的重要优势，积极的通过BIM技术的应用，降低施工安全事故的出现，从而为建筑施工质量和安全性的提高打下良好的基础。

一、BIM技术在大型钢结构建筑施工安全管理中的应用优势

（一）有助于建筑施工可视化程度的提高

以往在实施大型钢结构建筑施工安全管理时，都是利用人工的方式对整个工程施工中产生的信息进行收集与整合,并在完成安装后借助相应的仪器对工程进行测量,同时根据测量结果对工程施工做出调整，以此进一步提高施工的精确度。而在季华实验室一期建设项目中B1栋大型钢结构建筑施工过程中通过BIM技术的应用，针对B1栋单体建筑建立3D模型，如图1。本项目外围护钢结构工程为悬挂空间钢管桁架体系，用于悬挂外立面幕墙的菱形管桁架结构，其造型为椭圆形，通过208根钢管立柱形成椭圆形结构，与屋面装饰桁架连接，椭圆形桁架中间通过弹性铰支座与混凝土结构连接，共设置16座，总用钢量约700余吨。利用数字化的方式呈现出工程施工效果，该模型的建立还可以直观地表现出各个钢结构构件的联系,避免在后期施工中对图纸进行修改。另外，通过BIM技术的应用，还能够将工程中的一些隐蔽部位和细部构件展示出来，确保施工人员在具体施工的过程中有章可循,为整体施工方案的执行提供重要的数据支撑,提高工程施工的可视化程度，有效的保证工程施工的效率。

图一 钢结构建筑BIM模型图二现场施工图片

（二）有助于对建筑施工的高度模拟

  以往在进行大型钢结构建筑施工时，无法事先对整个工程施工进行模拟与分析,但是在BIM技术的支撑下，则可以对建筑施工进行事先模拟，以此对施工方案的安全性、可靠性与合理性进行评定。通过BIM技术的应用，可以监测施工中潜藏的危险源，并模拟危险源可能引发的突发性安全施工事件,然后根据模拟结果具有针对性的制定应急预案,从而提高工程施工的安全性。其次，还可以借助BIM 技术的4D模拟分析功能，模拟工程施工的整个流程，以此保证所制定的施工方案切实可行,同时确保后续施工的顺利、安全进行。最后，还可应用BIM技术模拟预测工程的施工进度，确保在后续施工中各个施工环节均不会被遗漏。除此之外，还可通过BIM技术对工程施工的模拟，实现对施工成本的有效控制。

（三）有助于提高建筑施工的协调性与优化性

    BIM技术在本项目钢结构建筑施工安全管理中的应用，采用自动化信息采集设备由综合采集模块与各类型传感器组成，采集的数据通过无线传输技术GPRS传送至数据服务端可以将工程施工中产生的全部信息与文件记录下来，在云端现实与现场采集设备进行交互，并实现远程数据的实现监控，整合后按照分类显示在同--视图内，构成可视化监测预警系统，极大的提高了计算机内存储信息的利用率，极大的提高建筑施工的协调性与优化性，这样不仅可以节约一定的施工工期，同时还可以发现施工中隐藏的各种安全隐患。对于大型钢结构建筑来说，其不仅具有较大的施工难度，同时施工工艺还较为复杂，如果继续沿用传统的模式实施安全管理，那么管理效率将难以满足建筑施工的进度要求，为此，在开展大型钢结构建筑施工安全管理工作时，应积极的引进BIM技术，借助其在建筑施工中表现出的协调性与优化性的优势。协助项目实现智慧建造、作业效率高、节省施工费用的特点，有效地缩短了施工工期， 降低了项目的管理成本。

二、BIM技术在大型钢结构建筑施工安全管理中的应用有效策略

（一）在钢结构建筑施工坠落安全管理中应用BIM技术

大型钢结构建筑具有一定的特殊性，需要进行高空作业，施工人员需要行走在钢结构梁怏条与梁上，一失足可能就会发生坠落事故。以往在实施建筑施工坠落安全管理时，通常都是利用人工的方式对坠落事故的发生进行分析，并通过相应安全设施的布置来防范坠落事故的发生。而这种人为判断与布置很容易出现失误，难以确保安全防护的布置足够到位，安全管理工作的宣传方式较为陈旧，难以深化施工人员的安全防范意识。

为此，可通过BIM技术的应用，通过计算与分析，设计安全防护设施的方案。例如：在针对本项目钢结构建筑中尚未进行施工的屋面钢管桁架和内环梁等位置设计安全防护设施时，可以通过BIM技术的应用，建立相应的防护设施模型，利用模拟施工和三维视图对防护设施方案进行优化，以此提高安全防护设施便布置的准确性与完整性。

除此之外，还可通过BIM技术的应用，对高空作业施工的安全性进行可视化模拟，并以此对施工人员进行安全宣传与教育，利用体验的方式深化施工人员对安全施工的认识，并灵活的掌握应对安全事故的方法。

（二）借助BIM技术解决钢结构安装中的碰撞问题

在本项目钢结构建筑施工过程中应用BIM技术解决安装中的碰撞问题时,并借助相应软件对施工图纸与三维模型进行数据对比与分析，以此检测出其中钢结构安装存在的冲突问题[2]。在操作的过程中，利用电脑对钢结构建筑BIM三维模型进行预拼装，以此实现对安装施工的模拟，在模拟过程中,需对螺栓焊缝、钢杆件以及装饰材料等安装进行一一模拟，然后通过计算机自动化的对模型中进行拼装。最后再利用计算对安装完的建筑模型进行任意角度的展示，以此确定各钢结构安装之间不存在碰撞的问题。

（三）利用BIM技术提高钢结构安装的精确度

在进行钢结构建筑施工时,通过BIM技术与GPS的结合应用,测量建筑施工中的变形，再将测量数据导入到BIM软件内，进行数据的对比，以此保证钢结构安装的精确度，以此避免因为钢结构安装不够精确而引发安全事故[3]。例如：对于未进行混凝土浇筑施工的楼层面，在安装钢结构时，需对安装位置进行定位测量。因为模板面缺乏稳定性，施工人员在上方走动时和机械运转时，如果使用三脚架的方式测量，很容易因为三脚架抖动而导致所获得的测量数据存在较大误差，从而影响钢结构安装的精确度。

（四）BIM技术在建筑施工消防疏散中的应用

本项目采用钢结构建筑是一种绿色化的建筑形式，不仅对周围的环境影响较小，同时还具有高效、轻质、减小环境干扰、工期短等优势，但是该建筑形式也存在一定的缺点，主要体现在防火性较差，施工现场较为复杂，一旦施工过程中引发火灾事故，现场人员逃生难度较大。

为此，在本项目钢结构建筑施工消防疏散中大力应用BIM 技术，结合数字孪技术在虚拟空间内搭建建筑施工模型，实时跟随建筑工程实际施工进度，借助物联网技术进行数据的添加，以此实现对施工模型的实时更新，从而对施工现场进行实时性的火灾监测，确保火灾预警更加的贴合实际[4]。再借助BIM技术中的智能算法对施工现场的火灾疏散路线进行规划，并在BIM施工模型中展示出来，以便建筑施工安全管理人员可以及时的查看和修改，为其在火灾事故中的指挥与逃生疏散提供参考。

结束语：

    综上所述，在进行大型钢结构建筑施工安全管理工作的过程中，应加强BIM技术的应用，以此切实的提高安全管理工作的实效性，保障建筑施工的顺利、安全进行。

参考文献

[1]李安乐,李银州,陈子文. BIM技术在建筑工程施工安全管理中的应用研究——以凤凰村站区标准化改造工程为例[J]. 房地产世界,2023,(15):79-81.

[2]方成宽. 基于BIM技术的装配式建筑施工安全管理及优化研究[D].吉林建筑大学,2022.

[3]雷红伟. BIM技术在建筑施工现场安全管理中的应用[J]. 工程技术研究,2021,6(15):156-157.

[4]袁陶慧敏. BIM技术在高层建筑现场施工安全管理中的应用[J]. 房地产世界,2021,(08):98-99+108.

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