BIM技术在矿山钢结构施工管理中的应用

王晓燕

(新疆昌吉职业技术学院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

BIM技术在矿山钢结构施工管理中的应用

王晓燕

(新疆昌吉职业技术学院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

对BIM技术的特点及优势作了总结，简述了矿山钢结构工程施工的特征，重点对建模管理、工程量管理、项目成本管理、施工数据管理等内容进行了介绍。通过加强BIM技术在矿山钢结构施工管理中的应用，可提高工程施工质量，缩短施工工期，增强企业经济效益。

BIM技术；矿山；钢结构；施工管理

在矿山钢结构的施工管理中，BIM技术能够对其项目的信息数据进行整合处理，为工程单位的施工方、设计方、业主方等提供及时准确的信息，提高管理人员对钢结构施工的控制能力，避免信息传递过程中造成的失真，并且还可有效改善各方的决策水平，提高钢结构建设的效率和质量。

1 BIM技术的特点及优势

BIM技术是一种建筑信息模型，其基本原理是利用钢结构在施工过程中产生的数据信息，构建贴近实际的建筑虚拟模型，同时结合数字信息仿真技术，对钢结构工程所具有的真实信息进行模拟。对于施工企业而言，在实际的施工管理中引入BIM技术，不仅能够提升施工效率，还可减少风险隐患，降低不必要的施工成本[1]。

1.1项目本身的可视化

在BIM模型中，存在实现可视化的有效途径，他能将原设计图纸中的平面钢筋结构，以一种三维立体的形式展示出来，使得人们能够更加直观地看到不同构件之间的相互联系，为决策的制定提供了有效的参考依据。同时可视化功能的存在，能够对钢结构工程的具体范围进行明确划分，进而提升其在时间和空间上的协调性，减少项目规划设计环节的问题[2]。

1.2模拟性和执行性

对于钢结构工程的施工管理而言，应用BIM技术可进行相应的模拟实验，保证施工方案的合理性和可靠性，并且在项目后期运营中，也可通过对紧急情况的模拟，制定出切实有效的应急预案，保障工程施工安全。其次BIM技术能够根据施工要求进行模拟实验，例如：紧急疏散、光照模拟、节能环保等，同时在进行项目施工过程中，通过4D模拟实验，可确定钢结构施工方案的可行性，确保项目施工的顺利进行，而利用视觉上对比预测进度和完工进度，可有效防止进度疏漏情况，并且通过5D模拟还能够对施工成本进行有效监控[3]。

1.3协调性和优化性

将BIM技术应用于钢结构的施工管理中，能够对各种文件与数据进行整合，并能在一个统一的视图中显示出来，提高对存储空间的有效利用，不仅能缩短施工时间，还能够在施工前对可能存在的矛盾冲突进行解决。不仅如此，由于矿区建筑的钢结构施工相对复杂，单纯依靠人工管理的方式效率难以提高，而BIM技术的应用，能够实现对于复杂项目的优化，确保施工管理工作的有效进行。

2 矿山钢结构工程施工的特征

2.1放线测量难以准确定位

由于矿山钢结构的施工内容比较繁杂，而且工期比一般工程要长，又因构件安装在施工细节的处理要求上较为严格，因此在矿山钢结构工程的施工中，对于放线的定位和测量要求较高。如：放线的测量工具必须具有高精密性，测量结果的准确度要求也较高；要根据工程设计方案进行计算，确定放线的定位。这两项细节若管理不当，出现失误，会大大影响钢结构的施工质量，引发安全事故。

2.2易受环境因素影响

相比于钢筋混凝土的建筑来说，钢结构的建筑，在施工过程中受天气和温度的影响较大，尤其是在矿山的施工中，由于地址环境和钢结构的特性，一旦出现较大的温差，就会发生热胀冷缩，促使钢结构的尺寸产生变化，加之矿山钢结构本身的施工周期较长，钢结构尺寸的变化较难进行测量或计算，从而会影响到钢筋整体结构的精度，降低工程施工质量[4]。所以在施工管理过程中，要针对环境变化采取相应的管理措施，尽量降低因环境变化对施工所造成的影响，比如对钢结构进行降温或预热等工作。

2.3机械设备要求高

钢结构的施工对机械设备的要求较高，其采用的设备与技术也都较为先进，而在矿山钢结构的施工过程中，更是需要先进的起重设备进行预制化组装，同时在进行高空作业时，也需运用装备精良的吊装机械。因此在机械设备正式投入施工使用前，应对其性能和参数要求了解清楚，并反复进行核算与模拟设计，确保在施工过程中不会因机械设备的问题而引发安全事故。

3 BIM技术在钢结构施工管理中的应用

3.1钢结构安装前的准备

首先在构件进场前，应用BIM技术制定周密计划，并按照吊装的顺序自上而下安排进场和堆放，为安装施工做好准备，同时由于构件一旦起吊到高空或是开始进行安装，再发现问题要处理就会特别困难，所以为了不影响工程的进度，也为了避免引发安全事故，构件在进场后，应及时利用BIM模拟技术进行验收工作，排除其在制作与运输过程中可能出现的问题，只有在地面对构件的问题实施消除后，才能确保构件能合格、顺利地参与施工。

3.2建模管理

一般情况下，钢结构主要应用在建筑的裙房及塔楼H型的组合柱当中。其中，组合柱包含的构件主要有装耳板、腹板、栓钉，以及钢柱各个构件之间具有特定的链接与空间位置关系，而建立组合型钢柱模型，最基础的环节就是定好各个构件之间的空间位置关系，关键点就是各个参数数据，尤其是在对钢结构工程进行施工的过程中，需要以基础设计参数作为依据。但目前在矿山钢结构施工中，其施工管理规模较大，结构较为复杂，需使用到的计算机辅助设计软件超过10个，施工文件在软件之间的传递不方便，需频繁转换格式，容易出现数据错误或丢失，由此在为钢结构建模的过程中，可使用AutodeskRevit软件将其对应的施工数据输入，例如尺寸、规格、编号、质量和材质等。使用这样的参数化建模管理方式，钢构件能够通过共享参数驱动，并在确定每一钢构件的参数后，以H型钢柱作为核心，掌握其他构件之间的空间位置关系，以连接文件将他们组装，建立出H型钢柱的三围模型图。其方便之处在于模型中的某一个细节需要改动，与之对应的参数就会发生变化，进而驱动模型的参数。

3.3工程量管理

在计算钢结构的工程量中，通常使用人工方式进行，其工作量大、耗费的人力资源多、且速度慢、精度不高，尤其是在矿山钢结构施工管理中，不仅计算的难度大，出现错误的可能性也较高，同时手工方式的计算为减轻难度，通常忽略了节点的切口和垫板占用的质量，造成计算结果容易出现偏差，而BIM模型则能够清晰地反映出这些细节质量，保证工程相关数据的精确性。首先使用BIM 技术能在初期对每个构件的参数设置精确，建模完成后的计算工作只需在模型中选择需要得出结果的构件就能够指导相应的质量，有助于工程施工管理质量和效率的提高。其次出具材料、构件清单，作为定货、备料、料组织运输的依据，逐项由专人加以实施，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，方便对工程实体实行按构件、区域、楼层等随时随地的进行工程量统计，实现分阶段材料采购区。

3.4项目成本管理

利用BIM技术，构建完善的钢结构信息模型，能够帮助管理人员了解其实际施工进度和发展情况，进而可对钢结构施工进行全面管理，有利于实现相应的管理目标。其次能够实现对所有涉及钢结构工程造价的资料收集和统一管理，如投标书、进度审核预算书、支付凭证等附件的管理，保证钢结构工程的造价管理具有可靠的数据支撑，提升管理效果。另外运用 BIM技术进行钢结构施工总体组织设计编制和施工模拟，可确定施工所需的人、材、机资源计划，减少施工损耗，并且能实时对项目的资源进行物料跟踪，导出对应计划所需的物料清单，同时根据清单准备钢筋进场，通过多个进度计划的比对，以实现材料进场与人员、机械及环境的高效配置。

3.5施工数据管理

在矿山钢结构施工管理中，运用BIM技术可使管理人员依照设计方案以及相关的变更，对施工方案和工程量等参数进行及时调整，确保数据的可靠性和准确性。其次可根据实际需求，进行相应的参数设置，得到钢结构相关的施工基础数据，为管理人员分析和调用数据提供了便利，同时结合互联网、移动通讯、RFID等技术，使用数据采集设备，采集构件信息传递给BIM模型，得出钢结构实际计划进度偏差、构件属性信息，以此可协调钢结构预制构件生产和施工，便于构件生产管理，保证全过程的可追溯性。另外还可强化数据信息的管理，实现数据的高度共享，从而使得原本分散性、粗放性的施工管理变得更加规范化和集成化，保证了良好的施工效果。

3.6进度管理

矿山钢结构的施工以实施具体的管理阶段耗时相对较长，因此基于BIM模型，应当积极推行全方位动态管理，即在集成平台上关联施工进度，将空间信息与时间信息直观、可视、清晰的反映到模型中，实现对施工进度计划的管控，同时由于在矿山施工环境的影响与客观条件的制约下，会容易导致钢结构建设工期出现偏差，因此在遇到此种问题时，施工单位应迅速与甲方沟通，并获取甲方同意，而当出现有关单位的影响情况，则主要通过与有其创建融洽工作关系，并进行BIM信息共享的方式，来保证钢结构施工管理工作的有序开展。其次管理人员还可通过划分已完成的工程量，输出施工进度，进行实际施工进度与计划施工进度的对比，并能直接对现场进度情况进行分析诊断，确保进度计划合理。

3.7施工安全管理

通过BIM 360 Glue的开发与应用，可将创建完毕的三维模型上传至云端，而管理人员只需携带移动端设备IPAD进行钢结构施工安全检查，并能在模型中找到隐患位置，通过点击模型中的元素打开相机拍摄隐患照片，然后载入模型，及时对其施工问题进行整改，同时还可将警示信息关联发送所有管理人员，起到安全隐患人人自查与消除的目的。其次当隐患问题整改完毕后，整改责任人可通过移动端设备拍摄整改后的照片载入模型，并关联管理人员进行查验，从而达到钢结构施工隐患的发现与消除的闭合管理。

4 结 语

总之，利用BIM技术进行矿山钢结构施工管理工作，可为钢结构工程精确计算提供良好的平台，并在一定程度上推动了钢结构施工管理技术的升级，同时BIM技术作为一种施工管理理念，不仅可优化钢结构施工，确保工程施工质量，还可推动矿山钢结构施工管理技术走向更高的发展领域。

[1] 壮真才. BIM技术在钢结构施工管理中的应用[J]. 建筑技术开发, 2016(9): 81-82.

[2] 曹晓罗, 印晨曦, 洪尹楠. BIM技术在钢结构工程施工中的应用[J]. 山西建筑, 2016(16): 55-56.

[3] 詹海华, 韩俊杰. 矿山安全生产管理[J]. 中国锰业, 2014, 32(3): 57-59.

[4] 刘军生, 石韵, 王宝玉, 等. BIM技术在施工管理中的应用研究[J]. 施工技术, 2015(S1): 785-787.

AnApplicationofBIMTechnologyinConstructionManagementofMineSteelStructure

WANG Xiaoyan

(ConstructionBranch,XinjiangChangjiVocationalandTechnicalCollege,Changji,Xinjiang831100,China)

This paper summarizes the characteristics and advantages of BIM technology. The author points out the characteristics of mine steel structure construction, by introducing the contents of modeling management, including project management, project cost management and construction data management. BIM technology in the application of mine steel structure and construction management can improve construction quality, shorten construction period to enhance economic efficiency of enterprises.

BIM technology; Mine; Steel structure; Construction management

2017-08-02

王晓燕(1976-)，女，新疆人，硕士研究生，讲师，研究方向：工程结构施工，手机：18890867168，E-mail:1737051869@qq.com.

U442.5

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.047