摘要：钢结构施工对建筑工程质量有着重要影响，是整个工程施工开展的重要前提，并且也是实现建筑行业可持续发展的关键所在，因此将BIM技术运用到当前的钢结构工程当中可以很好的提升整体的施工效率、质量、安全。
关键词：BIM技术；超高层钢结构；安全管理
引言
目前，超高层钢结构所带来的施工风险和安全隐患日益增多，而导致风险事故发生的直接原因在于危险源，特别是在现代建筑安全管理风险评估体系不断完善的背景下，加强对超高层钢结构安全管理是极为必要的。BIM技术可在结合科技进步和管理创新的基础上，对超高层钢结构的设计工作、规划工作及施工工作等进行数字化承载和可视化表达，不仅可实现危险源的可控管理，还能在很大程度上节约投资成本，并促使建筑行业所在的核心竞争力得到有效提升。
1 BIM技术研究现状
近年来，BIM技术发展得到政府的高度关注和大力支持，住建部颁发的《2011－2015年建筑业信息化发展纲要》和《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中，把加快BIM技术应用列入了“十二五”建筑业信息化发展总体目标，各省市在大力发展装配式建筑实施意见中也指出：加快技术和管理创新，大力推进BIM在标准、设计、生产、施工、使用维护等建筑全生命周期各环节基于网络协同的技术应用。在钢结构行业，BIM技术已成熟应用于设计、施工阶段。
2钢结构工程的特点
1）钢结构工程中使用的钢材一般为强度高、塑性强并且韧性好的钢材。这种钢材的使用可以使钢结构工程的钢结构重量比用混凝土、砖石和木材等材料建造的其他结构，尤其是以钢筋混凝土建造的结构重量轻很多。在大面积和大跨度的工程结构中，钢结构重量轻的这一特点体现的更明显。
2）钢结构工程中使用的钢材比其他材料的内部结构更加均匀，结构的受力情况和计算时的模型更加接近，有利于技术人员对钢结构进行更好的分析研究，从而提高钢结构工程的可靠性，使其较其他材料结构更安全稳定，以便达到人们对建筑物提出的各种功能性要求，尤其是对于建筑物的抗震要求，钢结构工程可以对其做到较好的满足。
3）现阶段我国钢结构工程中使用的钢材已经普遍采用工厂化制作，将结构中所需要的构件进行型材的轧制，使钢材构件的规格尺寸可以得到统一，方便人们对钢结构工程中构件的制作和加工，有利于实现装配式建筑的产业化升级。但是，钢结构工程也存在一定的缺陷，钢结构工程易被腐蚀和锈蚀，并且钢结构耐火性差。随着科技的发展进步，技术人员正努力结合先进的科学技术对钢结构工程中存在的缺陷进行改进，使钢结构的可靠性越来越高。
3 BIM技术在超高层钢结构施工安全管理中的应用
3.1企业安全标准化BIM族库的建立
模型建立应要创建项目族库文件，“族”中包括许多可以自由调节的参数，这些参数记录着图元在项目中的尺寸、材质、安装位置等信息，修改参数就可以改变图元位置、尺寸等。依据BIM行业标准及公司制定的安全防护标准化图册的尺寸参数要求，结合所采用的防护形式和材料等要求，建立公司安全防护标准单元族库。
3.2危险源信息处理
利用BIM技术建立的超高层钢结构主体模型包含着钢结构的各种属性，一般来说应包含钢构件的几何信息，如空间结构、截面信息等，还包括相应的构件类型、材料组成、结构形式等结构信息。还能建立施工中所需要的施工机械，如中小型挖掘机、施工升降机、塔式起重机、塔吊等，还能够绘制施工围挡、构件堆场、临时建筑分区等场地布置信息，将两者进行结合并集成施工进度信息，从而形成了符合施工现场的动态环境信息模型，BIM安全信息模型集成的各类信息见图1，为实时与标准危险源信息对比、分析、处理打下基础。
图1 BIM模型集成的安全信息
BIM安全信息模型链接危险源标准信息库后，可以在模型中三维展示各类危险源、危险性工序和关键部位的检查标准、防控措施等。借鉴BIM施工进度模拟的思想，将BIM安全信息模型集成进度计划文件后，可以根据施工进度信息，定期进行危险源参数化更改，形成施工现场危险源的实时动态信息库；另一方面可以模拟危险源随着时间进度而发生状态变化的整个过程。
链接了危险源标准信息库和进度计划的BIM安全信息模型，要实现与施工现场危险源实时信息对比处理可以通过两种方法。一是通过Revit软件API二次开发的功能模块，将BIM安全信息模型与RFID电子标签之间的信息数据进行交互与读写，实现数据自动对比；二是BIM安全信息模型平台管理人员针对特定危险源进行人工对比，通过BIM模型直观的查看施工现场危险源实时的状态，对出现危险情况的危险源使用RFID标签报警提醒，对于安全隐患部位和工序可以通过移动设备将防范措施实时推送给现场安全人员。现场管理人员将危险源信息推送给相关管理人员之后，对于存在的隐患部位管理人员需要采取相应的应对措施。结合施工安全相关规范以及 一些有可能直接导致施工事故的不安全因素，建立一套面向施工安全的参数化危险源清单数据库和安全规则。对于危险性较大、或者标准、规范明确要求的危险源，要编制与之相关的专项施工方案。针对各种现场危险源信息，利用AutodeskNavisworks软件功能命令栏“特性”下的“编辑链接（L）”可以实现将钢构件模型与相应的数据库和施工方案文本文档进行链接，从而实现及时对施工现场危险源进行识别、跟踪并根据专项施工方案及时采取应对措施。
3.3安全防护场景的3D漫游
模型建立前应创建项目族库文件，在公司已有族库的基础上建立防护标准单元的项目族库文件，通过族单元拼接与局部调节的方式整合整个标准层的安全防护措施。在Navisworks软件里利用第三人视角模拟3D漫游，以直观真实的视角进行查看和检验防护措施的设置是否合理完善。并将漫游动画进行输出，以用于其他技术人员的监管和查缺补漏以及对工作人员的技术交底等。
3.4现场平面管理与施工空间冲突管理
施工现场平面可利用空间极其狭小，在传统项目管理方法下，现场施工难度大、生产效率极低，施工空间随工程的进展不断变化会影响到工人的工作效率和施工安全，且各工序穿插多带来的各项安全隐患危险源等级高。通过对现场平面条件的分析，包括平面尺寸、构件布置、线路分布、材料原材和半成品堆放、机械布置、临水临电、临时出入口等，利用BIM技术提供动态的可视化施工空间，通过可视化模拟工作人员的施工状况，可以形象地看到施工工作面、施工机械位置的情形，并评估施工进展中这些工作空间的可用性、安全性。图2为现场安全防护、消防措施布置三维示意。
图2 现场安全防护、消防措施布置三维示意
结语
BIM技术在施工安全管理中的应用可以达到事前预防、事中监控和事后处理全过程的监管，不仅进一步提高了施工现场安全管理工作的效率，更进一步提高了工人对现场安全管理要求的理解程度和应急处理能力，从而总体上改善了现阶段施工现场安全管理现状，提高了安全管理水平，对建筑行业安全管理体系进行了探索。
参考文献：
［1］王世全．浅谈BIM技术在项目安全管理工作中的应用［J］．中国建材科技，2014（4）：152-153，155．
［2］翟越，李楠，艾晓芹，等．BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究［J］．施工技术，2015，44（12）：81-83．
［3］王廷魁，郑娇．基于BIM的施工场地动态布置方案评选［J］．施工技术，2014，43（3）：72-76．
论文作者:孟永生
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
标签：危险源论文; 钢结构论文; 信息论文; 模型论文; 技术论文; 安全管理论文; 钢结构工程论文; 《基层建设》2019年第9期论文;