淺談BIM鋼筋翻樣系統(tǒng)在核電項目的應用研究

黃松鵬 李燕 張麗華 杜玉萍

【摘要】本文結合BIM鋼筋翻樣在實際工程中，基于Autodesk Revit軟件二次開發(fā)“鋼筋翻樣系統(tǒng)”，針對核電土建工程中配筋率大，鋼筋密集，異型結構多，洞口、預埋件、預應力管道等相互干涉，無法使用傳統(tǒng)鋼筋翻樣軟件、方法進行配筋，開發(fā)了多種功能性插件，解決復雜部位排布及相關碰撞等問題，滿足了鋸齒環(huán)梁、進水道等特殊位置鋼筋翻樣要求。

【關鍵詞】BIM技術;Autodesk Revit;鋼筋翻樣;二次開發(fā)

【abstract】this paper combining with BIM steel sample in actual engineering， based on the Autodesk Revit software secondary development "reinforced double sample system，" for nuclear power in the civil engineering reinforcement ratio， reinforcement， special structure， the mouth of the cave， embedded parts， prestressed pipe， such as mutual interference， unable to use traditional software， method for reinforcement steel bar， A variety of functional plug-ins have been developed to solve the problems of complex parts arrangement and related collisions， and meet the requirements of steel bar sample turning in special positions such as serrate ring beam and inlet channel.

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.071

引言：

隨著社會的發(fā)展與進步以及計算機行業(yè)的興盛，鋼筋放樣軟件由最初的二維平面CAD建模逐步發(fā)展成三維立體建模。CAD軟件能夠在平面中快速進行鋼筋放樣，但是三維立體較差，在核電核島施工中，不能滿足邏輯分析要求;廣聯達鋼筋算量軟件（GGL）可以實現三維，但是針對核電核島復雜、不規(guī)則鋼筋，難以建立模型;E筋放樣軟件較為方便快捷，對于普通鋼筋較為適用，但是針對核電核島復雜鋼筋仍有局限;且目前鋼筋放樣軟件在民建應用較為成熟，而在核電鋼筋放樣應用并不適用。

Revit是建筑業(yè)BIM體系中使用最廣泛的軟件之一，Autodesk Revit提供支持建筑設計、MEP工程設計和結構工程的工具，Autodesk Revit Structure中有專門的鋼筋繪制版塊，并在往年的軟件升級中，功能逐漸得到優(yōu)化升級。同時Revit提供豐富的API（應用程序編程接口），奠定了Revit平臺級軟件地位，基于Revit軟件平臺，開發(fā)鋼筋翻樣插件，把瑣碎的建模工作自動化。同時開發(fā)功能完善的分段、切斷工具，自動生成搭接、各類套筒連接及錨固板，配有智能的料單生成系統(tǒng)，再結合Revit自身功能使用，實現了核電鋼筋翻樣的快、精、準，提高核電鋼筋施工效率、降低成本、確保工期。

1、軟件運行環(huán)境

翻樣軟件是基于Revit平臺的，所以軟件運行首先需滿足Revit運行環(huán)境，再有所加強，具體如表1所示：

2、軟件功能設計

核電鋼筋BIM翻樣軟件是自主研發(fā)的鋼筋翻樣插件，軟件基于Autodesk Revit 2019開發(fā)，在Autodesk Revit 2019的基礎上優(yōu)化了鋼筋建模方法，針對復雜形體、復雜形狀開發(fā)了多種功能性插件，同時開發(fā)功能完善的分段、切斷工具，能自動生成搭接、各類套筒連接及錨固板，并且配有料單生成系統(tǒng)，可快速導出料單，有效解決了項目鋼筋翻樣分段的問題。

系統(tǒng)包含賬號管理、參數配置、鋼筋布置、碰撞檢查、鋼筋加工、設計導航等六個模塊，合計72個功能子項，旨在加快核電項目鋼筋翻樣速度、提高模型翻樣質量，保障鋼筋料單的完整性及準確性。軟件界面如圖1所示：

3、BIM鋼筋翻樣過程概述

鋼筋翻樣是指施工技術人員按圖紙計算工料，同時列出詳細加工清單和加工簡圖。其業(yè)務流程包含：①按設計圖紙創(chuàng)建鋼筋模型，并結合工程經驗進行優(yōu)化、創(chuàng)效;②對每根鋼筋進行編碼，以便鋼筋加工生產跟蹤管理;③進行碰撞檢查分析，檢查鋼筋和預埋件、套管、預應力管之間的硬碰撞，及各工序操作空間等軟碰撞;④結合碰撞檢查報告對模型進行合理調整;⑤審核模型的完整性和準確性，審核合格則進行下一步操作，審核不合格則繼續(xù)調整模型;⑥結合方案、規(guī)范進行鋼筋分段;⑦導出鋼筋生成料單。

3.1 前期準備

（1）制作BIM鋼筋翻樣樣板：樣板文件是在總結以往經驗的基礎上，提前對模型項目文件開展一定的設置和加載，如對保護層厚度、不同規(guī)格鋼筋彎曲直徑、彎鉤直段長度等相關參數進行正確設定。

樣板文件的設置有助于提升模型的標準化，減少因設置遺漏或者錯誤產生的模型問題。創(chuàng)建完美的項目樣板文件，有助于降低軟件操作難度，提升模型質量，工作事半功倍。

（2）結構模型導入：BIM鋼筋翻樣是以結構模型為載體，需要我們提前建立好結構模型并按拆分原則拆分，原因一方面考慮到計算機性能限制，要保證鋼筋翻樣的運行流暢，減少建模中產生的問題;另一方面拆分模型有助于后期斷料及生成料單。

（3）熟悉圖紙：鋼筋翻樣的本質是將圖紙鋼筋構件的規(guī)格、形狀、尺寸、數量等內容，按照規(guī)范要求，精準合理的形成排版圖及料表，是施工現場的有效依據，熟悉圖紙是施工技術中重要的一環(huán)。

3.2 快速翻樣方法

在確定起始點后可利用鋼筋翻樣系統(tǒng)功能“模型線轉鋼筋”完成鋼筋形狀的放樣，然后對鋼筋參數及編號等信息進行編輯，通過陣列對相同類型鋼筋進行批量布置，也可通過構件類別工具選擇主體編輯間距、長度等參數信息布滿鋼筋，針對鋼筋長度參差不齊的情況可使用平偏、延縮對齊命令完成布置?？紤]到核電鋼筋數量較多，鋼筋編號編輯較為繁瑣，翻樣系統(tǒng)開發(fā)了尾號自動設置功能，鋼筋編號按順序自動編碼，使鋼筋翻樣更加高效。

核電廠房墻板有大量洞口，進行翻樣時鋼筋遇洞口切斷，還需單獨布置構造筋，工作量較大，通過結構建模時對洞口位置統(tǒng)一使用空心族放置，可使用翻樣系統(tǒng)“樓板、墻體洞口切筋”“樓板、墻體洞口附加筋”工具，一鍵切斷鋼筋添加附加筋，對洞口位置進行快速翻樣處理。

3.3 鋼筋生成料單處理

鋼筋模型建立完成后，下一步需要做分段處理，使用翻樣系統(tǒng)中“鋼筋分段”、“鋼筋切斷”等工具，將上述建立好的鋼筋模型，按施工分段方案、施工要求及典型大樣圖規(guī)則進行分段。分段過程中需要考慮鋼筋加工和現場安裝的實際情況，如：鋼筋加工完成時斜切面的平整度，在采用機械連接時會出現偏差，需對鋼筋長度做出調整，避免影響保護層厚度。

在鋼筋翻樣系統(tǒng)導航欄中，刷新鋼筋列表后，對指定區(qū)域、層數或編號的鋼筋導出生成料表，進行加工使用。

4、應用概述

核電工程是施工難度較高的大型工業(yè)項目，其復雜結構部位相對較多，例如：在筏基厚度2.2m有多處集水坑和設備預留坑;環(huán)形區(qū)樓板厚度不同且有大量設備預埋件、洞口套管;安全殼閘門洞口區(qū)域截面較多，加厚區(qū)兩側寬度漸變等，傳統(tǒng)翻樣方式難以保證料單的準確性，通過BIM鋼筋翻樣系統(tǒng)，可直接進行鋼筋三維翻樣，可視化狀態(tài)下不同板厚鋼筋層數關系一目了然，并與各物項進行碰撞檢測，提前發(fā)現鋼筋碰撞、鋼筋長度等一系列問題，沖突問題形成報告及時反饋，優(yōu)化施工邏輯，減少施工問題，模型優(yōu)化完成后生成鋼筋料表用于加工使用。

結束語：

本文結合工程實例，對BIM鋼筋翻樣在核電項目的應用研究進行闡述，此項技術是一項降本增效特質的新技術、新工藝，還可以衍生出鋼筋碰撞檢測分析、鋼筋自動化加工、鋼筋工程算量等技術實施。BIM鋼筋翻樣系統(tǒng)的投入使用，為鋼筋工程BIM深化設計創(chuàng)造了條件，為鋼筋模塊化生產、安裝創(chuàng)造了條件，并且實現了鋼筋工程全過程信息化管理，同時將逐步引進自動化設備，為鋼筋工廠化加工鑒定了基礎。

參考文獻：

[1]中建《建筑工程施工BIM應用指南》委員會：《建筑工程施工BIM應用指南》.

[2]葉勇，陳裴，肖映灼，等.BIM技術在先進核電工程鋼筋深化設計中的應用.

作者簡介：

黃松鵬，男，中國建筑第二工程局有限公司核電建設分公司，太平嶺項目BIM工程師。

此論文由中國建筑第二工程局有限公司資助的《核電鋼筋三維實體實景翻樣、智能加工系統(tǒng)研究》，課題編號：91110000100024296D180011，課題組研究發(fā)表