贵州交通职业技术学院 贵州贵阳市 550008
摘要：近年来，在我国建筑工程中，因钢管混凝土柱具有良好的受力、变形性能及施工便利性，所以在钢筋混凝土混合结构中应用非常广泛。其中，钢管混凝土柱与混凝土梁的连接节点成为此种结构的关键，目前国内大多采用钢筋混凝土环梁节点，这种节点无穿心构件，不影响钢管内混凝土浇注且施工方便。本文对应用BIM技术指导钢筋混凝土环梁施工进行探讨。
关键词：BIM技术；钢筋混凝土环梁；施工
一、BIM概述
BIM是以三维数字技术为基础，集成建设工程项目各种相关信息的工程数据模型，同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化技术。BIM技术应用也必将给建筑业带来革命性的变化。
与CAD比较，BIM技术具有以下特点：（1）BIM是一个由计算机三维模型形成的数据库，该数据库储存了建筑物从设计、施工到建成后运营的全过程信息；（2）建筑物全过程信息之间相互关联，对数据库任何信息的更改，都会引起与该信息相关联的其他信息的更改；（3）BIM支持各参与方协同工作。BIM技术基于开放的数据标准——IFC标准，有效地支持建筑行业各个应用系统之间的数据交换和建筑物全过程的数据管理。
二、钢筋混凝土环梁的概念界定
所谓钢筋混凝土，就是在一般的混凝土当中，再另外添加钢筋类的材料，比如钢筋网、钢筋板等，目的在于保证混凝土的抗震能力和抗拉能力，从而提高建筑物的质量，延长建筑物的使用寿命。钢筋混凝土环梁从本质上说，就是一种钢筋结构，俗称圈梁。通过钢筋混凝土环梁施工，有利于建筑物的后续维护与保养施工，同时还能提高建筑物的使用性能。
三、举例说明应用BIM技术指导钢筋混凝土环梁施工
1.施工难点
中航紫金广场由两幢超高层全海景5A甲级写字楼、一幢五星级万豪酒店、一幢天虹君尚购物中心及新天地商业街组成，建成后将会成为厦门地标性的高端商务综合体。两幢写字楼为地上41层，地下3层，建筑高度194m，结构抗侧力体系采用钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒结构。钢筋混凝土环梁皆处在地下室部位，数量共有69条，环梁宽度0.6m，高度0.78m～2.58m，环梁内径为1.4m，地下各层直线混凝土框架梁通过混凝土环梁与钢管混凝土柱相连，从而将力通过混凝土环梁传递给钢管混凝土柱。
该工程中钢筋混凝土环梁的尺寸高度大小不一，且每个混凝土环梁与多条直线混凝土框架梁连接，单节点处最多有6条直线混凝土框架梁交接，因此对于钢筋混凝土环梁节点的施工，在搭设支撑脚手架、环形模板制作、模板拼接加固、环形钢筋加工制作、现场钢筋绑扎、混凝土浇筑等方面的都将给施工造成一定的难度。
2.环梁模板安装
（1）环梁模板支撑架
梁底立杆支撑体系按照梁高分为四类，从立杆的排数、纵横间距、步距、木枋的间距等方面进行分析。环梁支撑采取钢管抱柱的方式搭设，并将环梁支撑立杆与满堂架连接，环梁侧面加设斜撑支顶。
（2）弧形模板制作与加固
环梁弧形模板增设三道背部竖楞，用以增强模板整体刚度，环梁与框架梁交接处阳角设置50mm×100mm木方顶牢。弧形模板制作方法采用胶合板单面割缝弯曲成弧的方式，割缝间距50mm，割缝深度约2/3板厚，弧形背楞统一按中线两边对称布置。弧形半成品模板制作完成后进行现场拼装钉牢，而后对环梁与直线梁相接处模板进行安装与加固，再对环梁曲面模板安装与加固，最后对存在的拼缝采用双面胶进行贴补，确保混凝土外观质量见（图1、图2）。
图1环梁弧形模板优化图
图2模拟支撑架搭设及弧形模板制作
3.环梁钢筋安装
（1）钢筋定位及放样
环形钢筋的精确加工是环梁钢筋的要点，先在软件中对环形钢筋进行分离并逐个定位，按图集和图纸要求摆放每一根钢筋，将钢筋直径、保护层厚度等影响因素消除后，计算出钢筋的初步下料长度。
（2）钢筋下料长度调整
混凝土环梁的环形钢筋采用直螺纹机械连接的连接方式，在环梁弯曲完成后将无法对钢筋进行直螺纹丝头加工，因此对环梁钢筋的成品尺寸要求非常高。只有计算机放样后的下料长度是无法满足要求的，因为每批环形钢筋的直径、弯曲度、伸长率不尽相当，因此还需要通过加工试验，获取加工制作后的偏差值，再调整钢筋下料长度。加工后的环形钢筋成品，其起点离丝头应控制在60mm～80mm处，以便直螺纹顺利连接。
（3）钢筋试安装及吊装
在钢筋正式安装前，需要先进行试安装，在试安装过程中及时对不合理尺寸进行调整，保证正式安装时能够顺利进行。吊装环梁钢筋时，一定要确保环梁主筋接头位置错开，吊装过程中可以适当旋转环梁。吊装顺序应与安装顺序相同，环形钢筋按内环和外环两种情况进行施工，外环直接套进钢管柱，内环可分解成两个半圆进行，降低绑扎难度，易操作施工；箍筋套有序的进行分堆集中，待箍筋套全部套进环筋后再分散就位固定。
（4）钢筋现场绑扎
BIM技术并不只是三维动画，而是在三维可视化演示的同时，增加了关联的技术参数，例如时间、成本等。只要修改其中的技术参数，所有的三维显示也将随之自动改变，而且可以生成各类报表。因此BIM技术可称为四维，甚至是五维软件。
在环梁的钢筋安装环节，该工程采用了GGJ2013钢筋三维算量软件进行模拟施工。环梁节点钢筋排放和绑扎的顺序可按如下顺序进行，首先是环梁的箍筋→环梁的底筋→直线梁的箍筋→直线梁的底筋→适时插入直线梁和环梁的腰筋、拉筋→直线梁的上层钢筋→环梁的上层钢筋。此顺序视环梁和直线梁相交的具体情况（梁标高差异），以及环梁的大小，会有所调整。钢筋安装顺序三维可视化模拟步骤图，见（图4～图9）。
4.环梁混凝土浇筑
在浇筑时采用混凝土原浆进行润管，以防堵管。混凝土浇筑过程中，优先采用小直径振捣棒进行振捣。按每400mm进行分层浇筑，振捣棒插入深度要到位，插点均匀，快插慢拔，不触碰模板、钢筋、埋件等，振捣时间应适宜，以混凝土不再下沉，不出现气泡，开始泛浆为准。混凝土施工要确保一次浇筑完成，在环梁内不允许留置施工缝，混凝土浇筑完成后应及时采用洒水、覆盖塑料膜等方法进行保湿保温养护，根据混凝土的性能要求进行养护（图10）。
图10模拟钢筋混凝土环梁成品
结语
综上所述，在整个地下室钢筋混凝土环梁的施工过程中，运用BIM技术细化施工流程，精确定位脚手架、模板、钢筋等布置，把握施工要点，攻克难点使钢筋混凝土环梁质量得到保证、施工进度上也得到了提升，同时也降低了施工成本和管理成本，为项目创造了9万多元的经济效益。在2013年度中航地产项目中取得了业主、监理的一致好评。
参考文献：
[1]李红学，郭红领，高岩，等．基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报，2012，26（6）：48－52．
[2]祝华纯.浅谈钢筋混凝土环梁及柱帽施工[J].黑龙江科技信息，2013，（15）：186.
论文作者:王芮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
标签：钢筋论文; 混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 模板论文; 环形论文; 弧形论文; 直线论文; 《基层建设》2017年第35期论文;