中建三局:当钢筋工程遇上BIM技术

发表时间:2020-04-26 09:02作者:张颖
BIM模型,开启精准翻样新时代

手工翻样,是根据二维图纸在脑中构建三维结构,头昏眼花、心力交瘁不说,出现差错自然在所难免。

在天河机场项目BIM翻样办公室,记者看到了另一番景象。工作人员在软件中打开工程BIM模型,选中一个独立基础,输入混凝土保护层厚度、纵筋和底筋型号、钢筋间距数值,点击“确定”,钢筋分布自动显现,再选择自定制的料单模板文件,点击“导出”,一份料单立马生成,整个过程只用了30秒钟。

“同样的工作,手工翻样的话,最快也需要10分钟”,局技术中心驻厂员工、被人称为“厂长”的邵凌自豪地介绍,“独立基础还算是很简单的活儿。”

BIM模型中进行软件翻样,除了快,更重要的是精准。遇到复杂结构,钢筋种类多而密,交错穿插广而深,没有个两三年的翻样经验,绝对“啃”不动。而采用软件一切变得“soeasy”,这全靠在BIM软件平台基础上自主开发的系列智能布筋组件程序。

在中建三局副总经理兼总工程师张琨的亲自参与和指导下,课题组结合钢筋工程BIM应用特点和需求,最大范围地调研分析了国内外的常用的钢筋BIM应用软件,最终选定了TeklaStructures作为应用的基础平台软件,其钢筋建模、料表统计等基础功能较完善,但由于是国外软件,存在缺乏国内规范支持等“水土不服”的问题,直接使用比传统手工翻样效率还低。

为此,局技术中心成立了专门的软件二次开发小组,根据规范要求和翻样需求,针对基础、梁、柱、板等常规构件,历时半年开发出十几个高效布筋组件,基本覆盖常规框架结构混凝土及钢筋建模需求。这些组件导入软件后,只需填入钢筋的基本信息即可实现高效建模,同时采用自主开发的钢筋模型化智能断料程序辅助断料,在满足规范要求的前提下达到效率和成本的最优化。

对于翻样者及审核者而言,查错也变得简单。翻样效果会在模型中及时呈现,哪里纵横钢筋互相“打架”,哪里钢筋伸到混凝土外面来了,都一目了然,而出现错误要么是数据录入不准确,要么是设计本身有问题,可以及时更正。而传统翻样往往到现场施工时才能发现问题,“亡羊补牢”既浪费了时间,还得重新加工、多耗材料和人工。

为进一步提高钢筋BIM翻样的适用范围,课题组在完成常规结构的组件开发后,目前正在攻关异形混凝土结构布筋组件,力争尽快实现推广。

数控工厂,精细加工成本降到底

BIM数控钢筋加工厂外,劳务队伍按传统方法进行加工的钢筋棚中,各种钢筋废料不论型号、新旧随意堆砌,很多甚至约有3、4米长,看着都可惜。

走进BIM数控钢筋加工厂,一堆堆加工好的半成品分门别类、堆码整齐,仔细观察各堆长短、弯折度等,几乎没有差别,而废料只有一小堆、偏居一角。

厂房内钢筋棒材加工区和线材加工区分列两侧:一侧布置了1台数控钢筋弯箍机;另一侧布置有1台数控钢筋剪切生产线和1台数控斜面式钢筋弯曲中心。同时场内还配备着门式起重机、套丝机、叉车等辅助生产设备。

只见9米长的螺纹钢原材依次前进,被剪切成要求尺寸,然后套丝、接套筒、再弯折成型;盘螺原材经过调直、弯曲,复制出一个个直径1米的圆形箍筋。工人们要做的只是不断将钢筋抬上加工平台、按下启动键。“以前卖的是大力气,现在有了机器,干活又快又轻松,两个字:安逸”,来自四川的工人小邱很是高兴。

BIM翻样,数控加工,不但尺寸、弯曲度等比人工加工更精准,还可以实现损耗精细控制。目前,加工厂已完成天河机场试点区域停车楼T-W-5区和T-W-6区的全部钢筋加工任务,钢筋总用量1506吨,只产生了8.9吨废料,整体利用率为99.41%,远超传统方法钢筋加工。更何况,加工厂把长度小于1米的短钢筋都定义为废料,而传统上,只要后续用上了的这些都不算作废材计入损耗。

加工精细有赖料单精细。软件翻样完成后,导出的原始料单还需要使用自主开发的“料单处理程序”进行优化调整与工位分配,使切割钢筋长短搭配科学,实现套料最优、废材最少,同时不同的工位使用与其对应的加工料单,方便高效。此时,加工一个批次钢筋半成品,需要多少吨原材,会产生多少废料,已提前知道,过程加工“萧规曹随”就行,不可能再出现传统人工加工随意切割的现象,从源头杜绝了额外损耗。

数控加工不但快速、精准,还能大大提升综合效益。根据天河机场项目试点区域钢筋加工给出的数据,1500吨钢筋、4个工人、70天即可完成,与传统加工按综合单价包给劳务队相比,共产生直接经济效益191237元。

配套升级,精确管控贯穿全过程

钢筋作为建筑施工的一大主材,使用量大,种类各异,型号繁多。遇到备战抢工,多批量、大数量的料单常常让加工工人们应接不暇,现场劳务队领料、使用也常常忙中出错。如何实现有效管理?中建三局数控BIM加工厂有新“神器”—钢筋工程BIM云管理系统。

在这里,工厂料单已不再以纸质方式送到加工工人手里,只需在电脑上轻轻一点,将加工任务发送至数控设备“大脑”中,管理人员在后台提前规划安排好工作任务计划,工人使用移动端获取当日的即时加工任务,扫一扫条形码料牌,确认该批次的批次数量、型号、尺寸信息后开动机器……一项任务完成后再自动跳转到下一条任务。

除了料单管理,这套自主研发的系统,还将集成原材料管理、加工生产管理、半成品管理、出库管理于一体,包含原材进场、储存状态、加工生产实时进度状态、加工时效统计分析,以及该批次钢筋加工后用于工程什么部位、由哪个劳务队领取等信息,实现钢筋在项目的全周期管控、数据化呈现和图形化展示。

没有最好,只有更好—课题组的追求不止于此。“如何实现钢筋原材进场与半成品出场时的智能自动计数?如何实现钢筋半成品场内的机械化转运与分装打包?如何将钢筋的BIM模型应用到现场绑扎?如何实现现场钢筋准确化对量与精准化供应?如何进一步降低运营成本?如何迈向钢筋生产加工的工业4.0时代?”课题组成员明磊抛出了一连串问题,“这些都是我们要努力的方向。”

今年,中建三局第二个数控BIM钢筋加工厂也将落成,该技术的实践、优化与完善会继续深入,期待把上述难题逐一攻克。




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