摘要：建筑信息模型简称为BIM技术，项目实施的整个过程都可以应用到BIM技术。脚手架安全管理中采用BIM技术相比于传统管理方法更加安全有效，本文主要针对脚手架安全管理中BIM技术的应用情况进行分析，并结合实际生活中的相关案例，探讨脚手架安全管理中BIM技术的应用价值，结果显示脚手架安全管理中采用BIM技术可提高安全管理运行效率，具有较大的经济和社会效益。
关键词：脚手架；安全管理；BIM技术；应用情况
BIM技术全称为建筑信息模型，该技术是建立在3D数字技术基础之上的。工作人员借助BIM技术可以对相关信息进行设置，构建起建筑工程数据模型，该技术可以被看为数字表达方式的一种。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性的特点。其中BIM技术为可视化的操作提供了设计的思路，借助BIM技术可视化的调整可以将之前的线条式构件，以三维立体实物图像的形式展现出来，便于人们理清工程设计的思路。在建筑工程项目中采用BIM技术可明显提高管理效率，保障工程项目的顺利开展[1-2]。脚手架安全管理中采用BIM技术具有多方面的作用效果，以下是结合具体案例的相应分析。
1案例概述
江苏中吴500kV变电站新建工程，变电站围墙内占地面积为3.35775公顷（合50.36625亩），站址位于常州市东南27千米的武进区雪堰镇，在锡宜高速公路南侧，太滆运河东侧，地处浒庄村。临时支撑结构是为建筑工程施工临时搭设的由立杆、水平杆、斜杆等构配件组成的支撑结构，其主要作用是承受上部结构传递下来的竖向荷载，保证高处施工作业的便利性和安全性。施工完成后需要拆除的支撑、设备、工具统称为临时结构物。主控通信室：框架结构地上一层，建筑面积为354.64m2，建筑物长28.2米，宽12米，女儿墙侧高5.1米，室外地面-0.7米。
2主体结构信息模型构建
为了确保建筑结构布局与悬挑脚手架的型钢承力架平面布置和连墙件位置相适应，需要构建起本次工程项目的主体结构模型，并以参数的形式将几何、计划进度信息反应在模型中。本次模型构建中使用到的软件为Revit软件，处理安全信息上采用Navisworks[3-4]。模型构建中需要注意的关键点有处理归类3D模型中的每个构件，对相同构件的ID信息进行整理，确保信息的安全有序。视图处理危险源，建筑模型较为复杂会影响原有视角，不利于显示可视化优势，基于此需要选找到并整合最佳视角，将危险源制成视图集，增强脚手架危险部分的可视化。
3脚手架设计方案分析
3.1悬挑式脚手架的设计要点分析
确定悬挑结构是悬挑式脚手架的设计要点，悬挑结构必须具有一定的刚度、强度及稳定性，借助悬挑结构可以与建筑结构牢固连接在一起，这样可以向建筑结构安全传递脚手架的荷载。脚手架设计方案中使用BIM技术主要体现在以下几方面，首先工作人员可以借助BIM技术更好理解建筑结构形式，并对悬挑结构形式进一步确定。再者利用BIM技术可以以动画的方式分析施工设计方案，可以更加全面细致的排查危险源、脚手架搭设和拆除等环节，并加深对以上环节的深入性理解。最后BIM技术应用在检查验收脚手架环节，3D建筑模型中会链接到各种安全信息，如检查评分表信息和现场采集信息等，这样可确保模型与现场施工是完全同步的[5-6]。下图为BIM技术的脚手架在线监测方案。
图1 BIM技术的脚手架在线监测方案
3.2悬挑式脚手架和传统脚手架比较
设计平面与局部剖面是传统脚手架设计中最为关键的问题，该问题可以被视为搭设脚手架的指导原则，传统脚手架在搭建的过程中施工人员可依据之前的经验对脚手架进行相应调整[7]。举例来说，在处理连墙件时传统搭建脚手架的方式只是依靠简单的图纸或者文字，对连墙件进行表述，这样容易出现的问题是原有的设计要求无法在实际搭设中体现出来，因此会存在相应安全隐患。而建立在结构模型上的设计，可以将连墙件与结构的相对位置关系提早发现，能针对发现的问题制定措施，预埋连接件，进一步优化位置。此外，借助Navisworks模型可以构建起双向链接，能将危险源的分析和动画操作直观展示出来，起到丰富模型安全信息的作用，并能提高3D建筑模型与实际施工之间适应性。在现场检查脚手架时，可将现场建筑工程的实际图片与3D模型进行对比，便于满足施工和投产同步进行的要求。对悬挑脚手架的成立部分进行重点标注和说明，并将其处理方法详细列出，能方便施工并保障建筑结构安全[8-9]。其中连墙件中BIM技术的具体应用见图2。
图2 连墙件中BIM技术的具体应用
4脚手架工程量
模型中脚手架的需用量需要与实际施工中脚手架的需用量是一样的，这样可以根据模型中脚手架需用量，采购施工中实际需要的脚手架施工材料。在工程项目实际施工期间并对模型设计方案的执行情况进行比较，确保施工过程是根据模型设计方案一步步完成的。本次选用的Revit软件存在的最主要问题是脚手架族缺失，因此根据建筑项目安全管理需要和安全文明施工的要求需要在Revit软件下建立脚手架族[10-11]。其中横立杆、扣件、安全防护网、型钢是脚手架模型的主要内容。但是扣件和型钢的形式在过度复杂的情况下，直接建模是很困难的，基于此在创建其概念体量并在体量上依附金属材质形成所需部件时就需要将部件几何形式作为依据，在设计嵌套族时可以利用到以上部件脚手架族在调控参数时需要借助与脚手架各部分之间的依赖关系，并对各部分之间的依赖关系进行限制，只有这样才能对各个参数实现有效调控。其中尺寸标准、限制条件、数据和其他四部分是脚手架族的主要参数。架体可控长度主要有限制条件决定，脚手架纵横距、步距等基本参数需要由尺寸标注调节，除了脚手架纵横距、步距等基本参数外的其他数据则是可以按照相关逻辑关系自动推算的。数据部分的主要功能是借助有关参数自动统计工程量。脚手架族的构建明显将脚手架建模和脚手架工程量的计算效率提升，为本次建筑工程脚手架的前期采购提供了详细的需求量单据。工程量统计可以在脚手架搭设形式下列出来，其中钢管、扣件和安全防护等工程量统计中的主要内容。3D建筑模型属于一种标准化的设计，该设计方案下各类部件的实际使用量和计划使用量差异不大，可以对脚手架各部件的使用量进行控制，并调整施工进度，由此起到间接控制脚手架的目的，增强脚手架使用的安全性[12]。
5 3D模型中脚手架的安全信息
对工程项目施工现场基本安全生产要素和危险源需要进行检查评定，检查评定施工现场基本安全生产要素和危险源的主要依据是《建筑施工安全检查标准》，依据上述安全检查标准的内容需要构建出与本次施工项目施工现场安全生产有关的安全信息库。其中安全防护信息、安全交底记录、工程验收记录、安全检查记录、整改后的复查记录是脚手架工程安全信息的主要内容。在安全信息检查中需要涉及的检查内容主要包括相关责任人的意见和现场照片采集的信息等。所有安全检查的信息均需要放进相关责任人的文件夹中，并利用现代化的信息技术借助链接的方式在脚手架模型中纳入相关的安全检查信息，不断丰富脚手架模型数字信息内容。脚手架模型中在纳入相关安全信息时，需要动态性控制安全管理的内容，因此可以在PDCA循环中纳入整个安全管理工作，借助PDCA循环可提高脚手架安全信息的准确程度，并保障脚手架安全信息的时效性。PDCA循环体系中的计划阶段需要秉持有关的施工条例，如建筑信息模型建立脚手架安全文明施工计划和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，结合上述施工规范对脚手架安全管理模型进一步明确，并对去施工目标进行科学化的管理。在PDCA循环体系中的执行阶段，需要排查脚手架施工中潜在的危险源，危险源排查时可以依据可视化的脚手架模型并参考有关专家和施工人员的实际工作经验，在此基础上对安全隐患危险等级和安全隐患存在的具体位置进行分类，并汇总危险源，将危险源的具体位置标记在与之对应的模型中，制定安全隐患排查清单。PDCA循环体系中的检查阶段主要是制定危险源的应对措施，该措施在制定时需要依据不同危险源的特点和部分而定，并组织专门的安全管理人员监督整个工程项目的施工过程，加强对施工环节中的过程控制，在保障信息模型和施工质量相符合的情况下，可以在安全信息库中纳入该部分的安全信息。PDCA循环体系中的修正阶段，该环节修正的主要内容是实际施工中与建筑模型不一致的地方，两者在不一致的情况下新的危险源容易出现，会影响整个工程施工的安全性。修正阶段就是将产生的新的危险源信息反馈到原有的建筑模型上。PDCA循环系统中的排查环节，该环节对危险源的排查伴随工程施工进度的变化而变化，排查危险源的过程是反复的，在反复排查的过程中可以将新的危险源及时发现，并制定应对危险源的针对性措施。举例来说，悬挑梁脚手架设计中，在内侧悬挑较长的情况下会影响到楼梯安全通道人员的有效疏散，针对上述该问题可以在pathfinder中将此时的模型导入，由此可以实现疏散模拟的要求，并其反馈结果与之前型钢没有设置之前的结构进行比较，由此可以实现楼梯间安全通道人员顺利疏散的要求。最后模型中可以将被修正的结果和因修正而出现变化的安全信息纳入其中。
6安全控制中应用脚手架安全信息模型的有关分析
6.1脚手架安全信息模型的应用意义
施工人员管理和技术问题是影响脚手架安全的主要原因。脚手架安全模型的构建可以有效解决因施工人员管理和技术原因而影响脚手架安全的问题，脚手架安全模型与传统脚手架相比，存在较为明显的优势。在施工人员管理上，便于施工人员借助BIM技术对脚手架安全模型有直观化了解，能方便施工人员对整个施工过程中的重点和难点全面掌握，此外参与脚手架施工的人员，可以将其人员信息编号对应在脚手架安全模型上，有助于体现责任到人的管理原则，能有效避免出现问题相互推诿的情况发生。再者在技术管理上，脚手架设计方案中纳入BIM技术，便于施工人员借助施工模型和三维可视化技术对建筑结构的细节更好的分析，能有效避免因忽视建筑结构细节而出现的安全隐患。可见脚手架安全信息模型的构建具有多方面的意义。
6.2脚手架安全信息模型的控制分析
事前控制和事中控制是脚手架安全信息模型的主要控制环节。脚手架安全信息模型的事前控制环节主要是进行安全技术交底。该环节可以结合脚手架模型对实际施工中需要注意的问题详细分析，能有效把握好施工中的重难点。事前控制环节中需要由专门人员对施工现场进行监督。搭设脚手架的要点和流程可以在施工模拟中明确出来，便于施工人员更好理解整个的施工过程。此外，危险源以可视化的方式呈现给施工人员，能促使施工人员对整个工程项目有清楚的了解。施工操作中借助思维模拟的施工技术，可便于施工人员对脚手架的施工方法和施工关键点深入性认识，确保施工人员在脚手架施工中找到关键点，明确自身的职责，强化施工人员的责任意识。这对本次案例构建项目安全性起到明显的作用效果。脚手架安全模型的事中控制环节，项目安全管理人员为了提高现场管理工作的有效性，可借助移动性的设备跟踪管理工程质量安全问题，该环节利用到的移动终端设备主要有BIM 360 Glue iPad APP等。工程现场质量安全问题可以借助移动终端设备进行实时采集，确保移动终端设备采集到的安全信息实时同步到脚手架安全信息模型中，工作人员依据脚手架安全信息模型中链接到的施工现场质量安全信息，分析和处理现场施工的安全状况。在现场安全信息上传的过程中，上传者起到的作用是非常大的，上传者既可以将第一时间的资料传递给安全管理者，又可以构建起新的模型，且该模型属于多重关联的模型，是由现场到模型再到责任目标的新模型。多种关联模型的构建可以将安全责任分配给具体的工作人员，这对日后分配安全责任和工作人员的绩效考核具有重要意义，可为其提供参考性的依据。本次研究的工程案例构建工程项目的安全管理模型，并就其安全管理的方法进行分析，期间明显加强了安全管理人员对建造全过程的认识，使得脚手架施工中安全职责具体到人。
7结语
综上所述，本次研究中借助将具体的工程案例，探讨BIM技术在脚手架安全管理中的应用情况，结果发现脚手架安全管理中采用BIM技术，与传统的脚手架施工方式相比较，更具明显的作用效果。脚手架施工中构建脚手架安全信息模型，便于施工人员根据智能化的模型对实际施工中存在的具体情况进行分析，对保障施工人员自身安全和施工质量有重要意义。
参考文献：
[1]郁军.论BIM技术在脚手架安全管理中的应用[J].建材与装饰，2019，（19）：105-106.
[2]于波.BIM技术在脚手架安全管理中的应用研究[J].数字化用户，2018，24（15）：92.
[3]邵明民.BIM技术在施工现场安全监管中的应用技术研究[D].江苏：东南大学，2017.
论文作者:刘巍,俞越中,许奇,赵德贵,刘志伟,吴串国,张献
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：脚手架论文; 模型论文; 危险源论文; 信息论文; 技术论文; 安全管理论文; 施工人员论文; 《电力设备》2019年第16期论文;