关键词：BIM技术 垃圾焚烧发电项目 高支模
引 言
近几年，在建筑业中BIM技术作为一种新型技术以迅猛的速度不断发展，贯穿于施工全过程的方方面面。相关参建单位在垃圾焚烧发电行业走出了一条标准化、模块化、复制化的发展道路，在加强BIM技术在垃圾焚烧发电项目投资、建设中应用的同时，还要促进BIM技术落地化应用，成为当前施工管理的重中之重。
随着建筑业的数字化转型不断升级，建筑结构呈现形式多样化发展趋势，大跨度、大空间、造型独特的建筑日渐增多，施工的难度和复杂程度也越来越高。在建筑工程领域，高大模架工程作为传统的重大危险源风险点，是建设工程常见却又难处理的分项工程，因模板支架坍塌造成的安全事故屡屡发生。
在垃圾分类逐步实施的今天，焚烧已成为生活垃圾处理的主要方式。而生活垃圾焚烧发电厂因其工艺复杂，导致工程结构施工难度高，施工过程也产生了较多的高模架，将BIM技术与高大模架施工相结合，从高模架策划至方案实施检测等全过程的应用，有效的降低了高大模架在施工过程的危险等级。
一、垃圾焚烧发电项目工程高支模的特点
垃圾焚烧发电项目以综合主厂房为主，综合主厂房以垃圾仓的施工为先行，各楼层之间错层搭接，以卸料平台和炉前平台高支模施工的运用来满足各楼层间的施工安排，高支模工程量大，难度高，所需要的架设工具数量大。
高模架是垃圾焚烧发电项目施工重点之一，作为支撑高度大于或等于8m的支撑体系，项目部为其危大工程和超危大等工程方案的编制、扣件的选择、架体的支设倾注时间较多，复杂的验算过程周密且不允许存在纰漏。山东某产业静脉园项目卸料平台底部高支模架搭设近3300m?，卸料门顶部检修平台架体搭设于垃圾卸料斜坡的高差15m，炉前平台高模架高低跨架体混合搭设高度近24m，施工难度大，架设工具用量大，施工过程中的安全把控成为重中之重。同时为满足锅炉运行需要，投料口位置多设计为大跨度、大截面的框架梁，称重架体的选型与搭设方式也是项目的施工难点之一。
项目部利用建立的模型对高模架区域辨识判定、计算并制定方案，将高模架的搭设方式做到精细化。将楼梯、梁板等局部区域架体搭设方式放大可以作为技术交底一部分，直观、清晰的展现给操作人员，使交底三维化。
二、 BIM技术在垃圾焚烧发电项目高支模工程中的运用
1. BIM与高模架判定和识别
针对模架等施工专项工程，快速建立主体结构的BIM模型，依据国标规范标准结合项目所在地建设部门对高支模架的相关规定，对高支模架的判别标准进行判定。高支模区域与非高支模区域通过颜色进行区分，在三维模型中对综合主厂房相关错层的层高判定准确，对于危险部位进行全面的扫描，结构受力实时验算，确保安全无死角。
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2. BIM与高支模力学验算
高支模架的设计既要满足力学计算的要求，同时也要符合规范的构造要求，并对架设工具的力学性能进行分析，针对高支模区域的设计构造确定合适的搭设方法，还要对高模架区域钢管支撑进行稳定性验算，通过荷载计算中不同构件的自重及材料自重进行分析。通过对构件模架支撑的抗弯强度、抗剪强度和挠度的计算，每项计算列出计算简图和截面构造大样图，注明材料尺寸、规格、纵横支撑间距，最终得出满足设计要求的架体设计方案。BIM技术模板与脚手架体系配合力学验算全过程，并作为施工方案的一部分，使得工作效率大大提高。
3. BIM与高模架布置和出图
依据施工所需视角出具平、立、剖图纸，相对于传统的手工出图更为简单、便捷。同时可以多角度、分区域、分段的进行方案的审视、查看，有助于一线操作者进行熟悉与检查。区别于单纯的CAD图纸，智能化脚手架的排布设计，三维模型直观了解架体的支设，横杆立杆的搭接以及之字撑、剪刀撑的排布。对于施工人员的交底更加清晰直观，为指导现场施工，需要对模板、脚手架进行深化设计，对于模板的选型、排布设计、安全计算、制作施工图等相关工作。
对于垃圾发电厂内卸料斜坡、卸料平台等特殊区域，将施工方案转化为三维模型，扩大相关节点，可以进一步找补方案的弊端，更加合理的进行架体的布置及防护。
4. BIM与高模架专家论证
高支模架作为危大和超危大工程的重要组成部分，在方案的编制和专家论证上有国家强制性要求，这也作为安全管理的重点项目。BIM模型辅助方案的编制，对于危险性较大的部位进行分析和计算，针对参数的反复比较和验算，加以可视化模型，模拟施工高支模架的搭设过程，图像完善了纵横立杆的布置方式，从而提高了专家论证的准确性。
5. BIM与高支模工程施工
通过模板脚手架体系中模型导出支模区域立杆图、纵横水平杆平面布置图，支撑系统立面图、剖面图，水平剪刀撑布置平面图及梁板支模大样图，连墙件布设位置及节点大样图等。辅助现场模架搭设，据图示参数，固定立杆间距及位置，照图施工，精准布置。大大提高了架体施工的安全性和准确性，加强了对模架体系的验收、检查、监控程序的监督。施工过程利用已建立模型，及时和现场施工情况进行对比，确保立杆垂直、剪刀撑位置设置准确，以及检测点的布置有效。
6. BIM与高模架统计和计划
CAD图纸中绘制的高模架体系，凭经验对于使用架管长度及用量方面难以进行系统的统计。而BIM技术的应用恰恰为我们解决了这一难题，通过精细统筹，对于模架材料用量的预测，让措施项目成本脱离灰色地带。依据架体模型所统计的工程量，架管长度、扣件类型进行分类别统计。针对高支模架形成的模架体系，统计材料用量告别估不准、算不清的局面。合理编排材料计划，并为后期预算阶段提供确实依据。
7. BIM高模架与智慧工地
在大数据到来的今天，建筑行业数据化成为国内建筑业发展的必然趋势，以数字化的管控应用于高模架支设的全过程，以数据的形式呈现在施工各环节。高模架中设置的观测点，对整体架体的稳定性、荷载的变化、危险源等做到实时检测预报和对项目的整体管控。以智能化、数字化、系统化的方式，沟通好物联网各模块间的应用。
三、 BIM与高模架运用在建设施工中存在的问题
BIM技术在高支模架运用的优越性给项目工程带来很大便利，但是也反映出项目部利用BIM的不足。项目部可熟练运用的技术人员有限，软件应用有待普及，硬件设施要求高，项目部落实上存在困难。BIM技术数字化应用普及有难度，项目部为此投资金额较大。项目部管理人员对利用BIM技术，解决施工中重难点的意识还较为淡薄。BIM模型对设计精度的要求较高，利用模型导出的CAD图纸，对坐标、高度、轴线不够熟悉的话无法满足其图纸的使用要求，造成模型信息与现场施工不符。
结 语
总体而言，在垃圾焚烧发电厂高支模架施工过程中，通过已建立的三维模型，为现场模架支设的各个环节都带来了便利。从架体的判定和识别，到布置与出图，再到统计和规划，以及BIM+智慧工地的整体编排，告别了二维CAD图纸繁琐的绘图形式，改变了传统的高支模支设方式和危险性较大分部分项工程的论证模式，终结了对架体进场数量及后期使用数量的“模糊”时代。从而形成平台化、模块化，形成深入的智能化和全面的互联互通。
未来，随着施工企业数字化转型不断深化，BIM技术和云计算、大数据、物联网、移动终端、智能化等数字技术无缝衔接，与施工业务融合深化，从而优化整个施工建造过程。企业数据资产的积累也将提升、完善并丰富行业价值链，推动产业升级。
论文作者:郑佳
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年24期
论文发表时间:2020/3/4
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