满足FIFA标准与NBA标准的凤凰山体育公园项目,包含一座6万座的专业足球场一座1.8万座的综合体育馆以及其他配套服务设施。项目日历工期850(天)。结合项目机电体量大,工期紧任务重、材料设备采购难点大、工程质量要求高等特性。对项目施工组织及技术提出了新要求。本文结合该项目阐述了通过BIM技术对复杂弧形管道支吊架深化设计及支架材料进行精细化管控的方法,从而实现了,有效提高项目品质,缩短施工工期的目标。
1项目概况
成都凤凰山体育公园,位于成都市金牛区杜家碾片区,北新大道东侧。总建筑面积约45万㎡(地上30.4万㎡;地下14.6万㎡)。专业足球场:6万座;12.5万㎡,屋盖高度62m。综合体育馆:1.8万座;9.9万㎡,屋盖高度54m。场馆内含弧形管道约10万米,共需安装综合支架3万余套。
2复杂弧形管道支吊架的深化设计管控
结合项目弧形管道数量众多,支吊架施工难度大利用BIM技术对弧形管道区域综合支架首先进行选型深化排布。
2.1弧形管道支吊架安装位置综合深化
区别于常规的直行管道的支吊架,弧形管道区域,梁结构往往呈现扇形设计。因而弧形管道支吊架比较难找到方向整齐划一的支架生根点。故此需首先就弧形管道支吊架的安装进行综合深化排布。现场弧形管道支吊架数量众多达到三万余副,若采取传统的基于cad图纸平面进行支吊架布置调整,则费时费力,难以达到精确深化的效果。项目采用BIM技术,在管线深化设计阶段就将较长弧形管道进行分段拆节,将每根弧形管道按照柱子间距拆成若干个小的直管道。并确保每一个小的直管道,都平行于临近的柱边。而后在考虑支吊架安装位置时,只需要将每一副支吊架垂直于每一小段拆节后的直管道布置,则支吊架也就实现和扇形梁的方向一致,可顺利找到生根点,整齐有序的进行排布。
2.2弧形管道支吊架深化选型
在管线综合完成后的BIM三维模型中进行支吊架的深化选型,确定支吊架的组合形式,及型材大小,管道木托的高度等。过程中,可多次在模型中推演修改,直到确认最美观合理的支架布置方案,本项目中考虑综合因素,选取槽钢进行综合支吊架的加工,现场施工完成后,支架成排成线,整齐美观。
2.3弧形管道支吊架受力分析
为保证工程质量及满足相关规范,支架选型完成后在BIM模型中对弧形管道支吊架进行受力分析及验算。在验算时需要细致考虑管线的单位质量,综合支架的布置间距,支座的连接形式是:固接的连接形式或者是铰接的连接形式,常规的综合支架一般为固接的连接形式。同时需要考虑管道在泵组泵送时所承受的水平推力(设计规范中要求水平推力考虑0.3的系数),锚栓对结构的群锚效应,等因素。以及经过详细的验算,确保支架,焊缝,支架生根点等关键受力部位满足规范及施工要求,并输出计算书指导现场施工。
2.4弧形管道支吊架深化后施工图纸输出
弧形管道支吊架经过验算符合施工要求及相关规范后,可从三维模型中一键输出相应的支吊架深化完成后剖面图。利用BIM技术在模型中对支吊架上的管线信息进行集中标注,标注的内容包括:支架的型号、支架选型材料、横担之间的间距、支架底部距离建筑完成面的高的、支架上管线的信息及排布间距。同时对支吊架剖面进行编号。并批量导出支吊架剖面图,达到提升出图的效率,出图精确度,便利现场人员进行管理工作的目的,现场人员收到图纸校核无误后,下达劳务队伍方可施工。将三维信息转化为二维图纸的举措,尊重了劳务队及现场人员一贯以二维施工图纸进行施工参考的习惯,使得劳务队能快速接纳深化后的图纸,从真正意义上来提高施工效率,保证施工的质量。
3复杂弧形管道支吊架安装位置精细化把控
3.1支架安装坐标点导出
结合BIM技术在三维模型中采用MagiCad软件直接可获取模型中的支吊架各个细部零件的坐标点。通过获取弧形管道支吊架生根件的坐标点,进行检查校验后,输入到现场放线机器人中,保证支吊架施工中精准打点放线。同时此数据对于弧形管道综合支吊架的预留预埋有较大帮助,可实现深化后支吊架预埋件精准预埋,确保支架现场施工和模型高度一致,保证工程质量。
3.2三维放线机器人进行放线工作
使用三维放线机器人放线定位,在土建将结构主体进行砌筑完成并移交后,根据支架的BIM模型数据,将坐标点在三维放线机器人中逐个输入,逐个放线。进行现场支吊架埋件的定位放线,精确定位支架埋件的位置,误差精确到3mm,确保后续支吊架安装的准确性。根据现场实际情况调整BIM模型。结合3D激光扫描技术,实时对比实体施工与BIM模型的尺寸偏差,及时调整修正。
4复杂弧形管道支吊架材料量精细化管理
在传统的施工过程中,现场管理人员常通过,剖面图进行支吊架的材料量的提取。因项目情况复杂综合支吊架的数目众多且形态较多,统计起来往往非常费时费力,同时容易遗漏部分和出错。故此采用BIM技术利用MagiCad进行支吊架量的精细化提取。提取时可采用如下方式进行提取:(1)精细材料量清单(2)汇总材料量清单(3)标准材料量清单;可根据项目需要的进行多维度的支吊架材料量提取。多维度的材料提取方式,既可以选择输出精细材料清单提供给现场工人进行下料工作,达到不浪费施工材料的效果。又能够将汇总材料量清单提供给厂家用以进行材料的采买工作,做到准确的把握现场材料需求。真正从源头上做到开源节流,有效实现项目降本增效。
文:吴楠 郭金龙 王浩 王皓冬 熊中毅 中国建筑第八工程局有限公司
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