BI M技術在堆場RTG跑道施工過程中的應用

陳兆虎

（江蘇省設備成套股份有限公司，江蘇南京 210036）

0 引言

BIM技術最早起源于20世紀末的美國，在歐美以及日本等地得到了快速發(fā)展。BIM技術作為高效的建筑信息模型技術，貫穿于工程項目的設計、建筑、運營管理等全生命周期階段，是一種螺旋式的智能化設計過程[1]，同時BIM技術的各類軟件（Civil3D、Revit、Navisworks、Fuzor等）可以為建筑各階段的不同專業(yè)搭建三維協(xié)同可視化平臺，成為建筑全生命周期中的樞紐。作為新興的建筑技術，BIM技術在全國各地得到了各級政府部門以及相關單位的大力支持和普及應用，例如上海中心、中國尊等大型建筑工程項目都采用了BIM技術。利用BIM技術的各項軟件，對施工現(xiàn)場各個階段進行全方面的精細化管理，可以極大地減少施工過程中所存在的問題，為業(yè)主、施工單位、監(jiān)理單位提供高效率的技術支持，使施工資源、施工時間等得到更高效的利用。因此，應用BIM技術對施工全過程進行信息化、數(shù)據(jù)化處理和施工動態(tài)模擬等，能夠在很大程度上解決當前施工中存在的問題，并且能夠有效地對項目各個管理階段進行精細化管理，在保證施工進度和安全的基礎上，極大地降低施工成本，并為工程質量提供保障。Revit和Fuzor都是BIM技術中常用的軟件，其中Revit為三維建模軟件，廣泛應用于項目的前期建模。Fuzor是Revit軟件常用的一款插件，兩個軟件的有效配合使用可以更加直觀真實地展示三維模型，同時實現(xiàn)施工動畫模擬、4D施工模擬等功能。

本文以南通通海危險品箱堆場工程RTG跑道為例，先應用Revit軟件創(chuàng)建項目三維模型，再輔以Fuzor軟件模擬施工動畫，指導現(xiàn)場施工，對于提高現(xiàn)場施工管理水平和指導標準化施工具有重要意義。

1 工程概況

南通通海危險品箱堆場工程地處南通市海門經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、新通海沙河段北岸、蘇通大橋下游側，其上游距蘇通大橋約3.0 km，具體位置在已建成并投入運營的南通港通海港區(qū)中作業(yè)區(qū)一期工程后方陸域緯一路至緯二路之間，經(jīng)五路往東第二塊堆場。該堆場項目緊臨長江，平面布置呈長方形，并通過緯一路和緯二路與一期工程連接，未來主要用于危險品箱的存放。堆場陸域總面積9.18萬m2，東西方向長333 m，南北方向縱深285 m。建設任務主要有危險品箱堆場、道路、調節(jié)沉淀池、污水收集池以及其他輔助設施等。RTG跑道共有4組8條，每條長234 m、寬1.5 m，分別由級配碎石層、5.5%水泥穩(wěn)定碎石基層、C15素混凝土墊層及C35鋼筋混凝土面層組成，各結構厚度如表1所示。

表1 RTG跑道斷面結構類型

2 BIM軟件介紹

本文應用到的BIM軟件主要有AutoDesk公司研發(fā)的Revit軟件和用于4D施工模擬的Fuzor軟件，二者主要有如下特點。

2.1 保證信息的完整性

在進行工程施工管理時應用BIM技術，能夠快速準確地將施工的所有數(shù)據(jù)信息收集在一起并保存，完整的數(shù)據(jù)信息對于工程項目施工的質量管控起著十分重要的作用，是項目管理人員進行施工管理的重要依據(jù)，所以完整的項目數(shù)據(jù)信息非常重要。

2.2 具有三維可視化功能

BIM技術建立的模型是一個信息集成平臺，具有三維可視化功能，其信息的儲存和傳遞都較為便捷，用戶可以直觀地對各項數(shù)據(jù)進行查看。利用信息模型可以很直觀地看到RTG跑道各個部位以及各個構件的尺寸、材料等參數(shù)，從而能夠更加便捷地指導現(xiàn)場施工管理，避免出現(xiàn)一些不必要的施工問題，從而有效提升施工效率。

2.3 Fuzor的主要功能

Fuzor軟件是針對BIM技術開發(fā)的一款全能型VR插件，但又不僅僅是做VR這么簡單。該軟件能夠與本文核心建模軟件Revit雙向實時互通，在工程內(nèi)部虛擬漫游的同時，完成細部構件信息查看及構件碰撞檢測，在施工階段可以載入機械設備等模擬現(xiàn)場施工動畫，編制進度計劃，同時可以借助外接設備進行VR漫游以及實現(xiàn)實際進度與計劃進度比對，一旦發(fā)現(xiàn)進度滯后可采取必要措施進行趕工。

3 三維模型制作與模擬

RTG跑道每條長234 m，施工中不能一次澆筑完成，需要分倉分段澆筑?？紤]到采購的鋼筋每根長為12 m，結構保護層厚度為5 cm，為最大程度地發(fā)揮鋼筋使用價值，節(jié)約施工成本，加快施工進度，會同設計單位確定分倉分段施工澆筑長度為6.1 m，這樣每根12 m長成品鋼筋就可以作為每倉澆筑的兩根縱向鋼筋。以此為依據(jù)，縱向長邊側模長度確定為6.3 m（便于縱向長邊模板和短邊橫向模板連接固定），短邊橫向側模長為1.5 m。結合設計圖紙，應用Revit軟件分別創(chuàng)建RTG跑道結構模型及模板等其他輔助件族。

3.1 結構創(chuàng)建

應用Revit軟件，結合設計圖紙繪制RTG跑道結構三維模型，如圖1所示。

圖1 RTG跑道三維模型

3.2 族應用

結合本工程項目的具體情況，應用Revit中的族庫文件系統(tǒng)[2]，分別繪制RTG跑道模板及配套輔助構件。相應的模板及構配件參數(shù)具體如表2所示。

表2 模板及構配件庫

4 工程應用

應用Revit軟件繪制而成的RTG跑道三維可視化模型、鋼筋模型如圖2和圖3所示。

圖2 RTG跑道三維可視化模型

圖3 RTG跑道鋼筋模型

將Revit軟件繪制完成的三維模型鏈接到Fuzor軟件中顯示，可進行施工漫游，也可進行動畫制作模擬、4D施工模擬，結合施工現(xiàn)場的實際需求，進行相關的系統(tǒng)操作，服務現(xiàn)場施工管理。

4.1 單倉施工動畫模擬

將用Revit軟件繪制的單倉（長6 100 mm、寬1 500 mm）導入Fuzor軟件，應用Fuzor軟件自有材質庫，加載相應的施工機械設備，制作三維動畫，模擬現(xiàn)場施工工藝流程，如圖4所示。輔助對現(xiàn)場施工班組的技術交底，能夠讓施工班組更清晰地了解RTG跑道相應施工工藝流程和質量管控要點，避免因為對施工工藝流程不熟悉、管控要點不清楚，顛倒施工先后順序，導致不必要的返工，影響施工進度。

圖4 Fuzor三維施工動畫模擬

4.2 4D施工模擬

Fuzor軟件還可以編排施工進度計劃，鏈接相應的施工單元，直接模擬施工動畫。同時，可以根據(jù)項目的實際進程來創(chuàng)建實際進度，然后在計劃進度與實際進度間隨意切換，甚至可以將實際進度與計劃進度分別設置成兩個獨立窗口，進行可視化對比（圖5），還可以將可視化對比輸出成動畫，方便直觀地獲取完成部分的工程量，以便更好地計劃剩余任務；也可直觀地發(fā)現(xiàn)兩者存在的差異，實際進度較計劃進度滯后或提前了多少，以便項目部及時作出調整，采取應對措施。

圖5 實際進度與計劃進度模擬比對圖

4.3 fzm文件輸出

Fuzor可以將同步的模型文件導出為一個可以在手機終端查詢的fzm虛擬現(xiàn)實文件（圖6），導入手機Fuzor-Mobile App，方便現(xiàn)場管理人員和施工班組長隨時查詢，輔助管理人員進行質量控制、過程驗收，相較以往的二維圖更直觀、便捷，攜帶更方便，大大提高了現(xiàn)場管理效率。

圖6 模型Fuzor-Mobile界面

5 總結與展望

本文運用BIM技術常用的Revit軟件進行三維建模，繪制堆場RTG跑道三維模型圖以及澆筑施工所需的模板和輔助構建的族。在此基礎上，應用Fuzor軟件模擬施工過程，輔助技術交底。通過編排的施工進度計劃與現(xiàn)場實際施工進度的比對，直觀地跟蹤現(xiàn)場進度，提醒管理人員及時采取相應的趕工措施；同時導入手機Fuzor-Mobile App中用于現(xiàn)場實體檢查與驗收，讓施工管理人員及作業(yè)人員對施工構筑物更有立體感，在建模初期就排除圖紙問題，避免傳統(tǒng)施工過程中因二維圖紙的局限性導致的返工，加快施工進度。

本文僅聚焦于BIM在施工過程技術交底及現(xiàn)場管理中的三維可視化應用，鑒于現(xiàn)場技術設備的制約，未能實現(xiàn)三維模型的VR漫游；另外，基于BIM的圖紙審查、進度控制、造價控制等還有待進一步研究。