摘要：通过管桁架LOD400细度BIM创建与应用，以及云信息技术进行信息共享与协同，解决复杂管桁架工程的图纸深化、制造、安装中的技术和沟通协同问题。
关键词：BIM；钢结构；管桁架；建筑信息模型；信息技术；协同
0.引言
钢结构管桁架具有跨度大、单位面积重量轻等特点，多用于场馆类的项目。常规的管桁架结构形式简单、受力清晰，制造安装难度也不高，但对于不规则的管桁架，管件连接错综复杂，常规方式难以准确表达和控制管件的空间连接。管桁架的常规制造方式，一般是cad放样、绘制展开图，然后对关键进行下料和组装，对于形式简单的的管桁架还能应对，但对于不规则的复制管桁架，这种方式的效率、精度完全不能满足进度、质量的要求。LOD400细度等级的钢结构建筑信息模型，具有精确的数量、形状、方向、位置、尺寸、细部、材质等信息，可以产出深化设计图及精确的钢材、油漆、防火涂料等材料重量，国内定义LOD400为此阶段的模型发展程度适合承包商及施工厂商进行加工组装。利用这些特性，在钢结构管桁架工程的制造、安装方面，可以形成更简单、更准确、更有效的钢结构管桁架深化、制造、安装方案。
1.设计信息沟通、协同和设计交底记录
钢结构管桁架的制造安装大多作为专业分包，专业分包方在图纸深化阶段通常需要和设计、总包方同时沟通，将管桁架部分存在的问题在建模阶段完全消化。我们在实际工程中，与设计、总包方的问题处理沟通较多的通过电话、QQ、电子邮件等方式，在最终形成图纸会审记录之前，信息、证据的保留和内部成员之间的信息传达共享尤为重要，我们采取了云笔记协作的方法，参与项目的人员都可以将与设计沟通的结果按时间添加到云笔记，所有成员可以通过阅读云笔记保持建模要求统一，每个成员对云笔记的修改都自动保存历史版本，以便于追述。我们还将任务分工、时间节点、建模标准等一并记录在云笔记中。
2.LOD400细度管桁架模型的创建
2.1实际工程中，我们采用过PIPE2002（基于AutoCAD）和Tekla Structures两种方式创建管桁架模型，模型的创建和输出到相贯线切割机数控文件都比较方便。主要区别在于：
1）PIPE2002创建和输出弧形杆件较为方便，但不能采用多用户协作建模，只能将模型拆分为多个单元建模，模型没有必须的信息，不便于BIM应用；
2）TeklaStructures建模后的出深化图、材料统计更方便，可以多用户协作建模，模型信息丰富，便于BIM应用。
2.2模型创建一般有下步骤：
1）建立管件空间线模型，按照设计院提供的坐标在AutoCAD中绘制，或直接采用设计院提供的空间线模型。
2）根据空间线模型，布置管件。PIPE2002布置杆件时，先设置好管件规格，选择需要布置的模型线即可生成管件模型。TeklaStructures布置杆件时，是选择布置杆件的两个端点来生成管件模型。
3）对管件相贯部位进行切割，特别注意管件的主次关系，才能正确切割相贯线。PIPE2002选择被切割的管件，再选择全部用于切割的相关管件，即可切割完成。TeklaStructures使用23号节点切割，每次只能选择一件被切割管和一件切割管，与多个管相贯时，需要多次使用此节点。
4）添加支座、现场连接件等零件。PIPE2002没有对这部分的建模功能，使用AutoCAD建模或其它方式处理。
5）完成LOD400细度管桁架模型。
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3.深化图纸的表达
我们的深化图纸需要用于下料、车间装配、现场装配、质量检查，满足多个环节、流程的使用要求。一般由以下图纸组成：
1）总说明，主要对材质、焊材、焊缝等级、防腐、防火、工艺等方面做详细具体的要求和说明。
2）显示构件定位的总体布置图，主要用于车间预拼装和现场安装，需要标识构件编号和准确的定位尺寸。
3）显示零件装配定位的构件图，主要用于车间零件装配，包含零件的准确定位，连接孔控制性定位尺寸，构件材料表，针对特定构件的特别要求说明。
4）零件图和数控切割文件。对于板材零件，我们将零件图输出到Fast CAM进行套料和切割，降低材料损耗率。对于管件，PIPE2002创建的模型，可以直接导出为数控相贯线切割机使用的gcd格式，并进行套料。TeklaStructures创建的管件，需要先将每个杆件输出为线单元组成的dxf格式文件，再转换为gcd格式。
4.材料采购工程量的计算和工程量结算
材料的粗略采购计划，我们按设计蓝图提计，这种方式虽然比较粗略，但在工期比较紧、材料规格、材质需要定制的时候，可以提前提交采购计划，后续按BIM重量进行补提。油漆、防火涂料根据BIM统计表面积和设计漆膜厚度计算用量。
对车间、项目部的工程计量，我们是按模型净重计算，直接从Tekla Structures模型中获取导出净重报表。
对第三方的结算，我们根据合同约定，从TeklaStructures导出适宜按毛重或净重结算的清单。
5.管桁架制造、安装中的应用
在管桁架制造阶段，首先用BIM进行可视化技术交底，对关键焊接部位、复杂节点的装配工艺进行模拟演示，确保工艺要求讲解清楚，理解透彻。对于绿地项目这类管件布置复杂的管桁架，车间在装配管件时，仅图面表达的尺寸对装配精度的控制不高，还使用了BIM提供控制点的坐标，用激光定位仪进行组拼定位。管桁架构件组焊、预拼装完成并经质检检验合格，发放基于云平台的BIM防水二维码，经扫码跟踪进入涂装车间，云BIM平台模型同步改变构件颜色，开始跟踪构件进度。构件在涂装车间涂装完成并检验合格后，张贴BIM防水二维码，扫码交付运输。
构件扫码交付施工现场，现场安装时，通过扫码在模型中自动定位构件位置，并观察构件安装的朝向，根据装配图纸提供的尺寸安装构件就位，若遇到安装问题，则通过BIM云平台进行问题反馈。对于超重构件，先通过BIM查询构件重心坐标，确定吊装方法，编写专项施工方案获批后实施。
6.效果评价
我们对管桁架工程的深化施工水平，是从二维平面手工展开切割相贯线开始，一点一点积累进步，不断探索、不断改进，从技术和管理两方面提升，形成了一整套复杂管桁架工程的建模、图纸深化、车间制造、现场安装的工艺流程、BIM创建和应用方法，完成了多个管桁架的场馆、天墅、桥梁等不同应用场景的工程项目，推动了公司管桁架技术的发展，完善了公司的管桁架项目的技术储备。
参考文献
[1]杨宝明.BIM改变建筑业.中国建筑工业出版社，2017.
[2]北京林克曼PIPE2002帮助文档.
[3]Tekla structure帮助文档.
[4]FastCAM用户文档.
[5]译筑科技EBIM用户手册.
论文作者:刘承权,刘昌文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
标签：桁架论文; 模型论文; 构件论文; 管件论文; 建模论文; 图纸论文; 车间论文; 《基层建设》2019年第31期论文;