BIM协同平台在超高层建筑施工管理中的应用*

王军虎，丰馨泽，王 华，乔文涛

(1.中铁城建集团第一工程有限公司，山西 太原 030024；2.石家庄铁道大学土木工程学院，河北 石家庄 050043)

0 引言

超高层建筑可在有限场地内建造更多的空间，提供舒适的工作生活环境，在合理使用新型材料的情况下打造标志性外观，显示地区科技发展实力，形成地标性建筑[1-2]。基于BIM技术搭建的建筑信息模型包含大量数据信息，修改方便、可视化强、定位准确[3]，但存在BIM人才短缺，尚未构成统一规范，使各类图纸和模型间难以直接相互导入编辑等问题。BIM协同平台使BIM模型更好地结合工程项目[4]，其精准协同管理还可对应传统二维模型与三维模型，实现模型与图纸细节的对应，提高沟通效率[5]。现阶段，某些工程项目采用针对不同模块使用不同软件提供BIM信息共享平台的方式[6]，导致BIM信息交互平台要在多台设备下载安装程序，存在较多不便。

基于上述研究现状，本文提出BIM+Web协同平台，可充分利用互联网在线办公，无需各项软件，同时利用云端存储节省资源等优势，为项目全周期各专业提供清晰、高效的信息交流共享平台。超高层建筑存在结构复杂、技术要点多、难点多、信息量大、协调对接工作多等问题，采用BIM+Web协同平台可很好地解决这些问题，最大化实现信息化施工，提高施工管理水平和质量[7]。

1 工程概况

珠海铁建大厦位于广东省珠海市香洲区横琴新区金融岛，总建筑面积169 393.97m2，总占地面积17 274.64m2， 高226.75m，为钢混组合外框-核心筒结构，属于超高层大型综合体项目。建筑效果如图1所示。

图1 建筑效果

项目施工过程中技术难点多，主体结构工期紧，从准备阶段至整体施工完成产生信息量繁多，通过BIM+Web协同平台辅助管理项目，保证整个施工过程顺利进行。

2 施工重难点

2.1 高度大

珠海铁建大厦主楼高226.75m，难以把控高空焊接质量，现场施工受风力、温度变化影响大，物资垂直运输组织难度大，合理设计混凝土配合比才能保证混凝土正常使用。此外，平行、交叉施工作业多，各专业塔式起重机运作时易产生交叉，需合理分配使用时间，众多大型机械的平稳安全运行是超高层安全管理的重点。

2.2 构件多

该项目构件数量多、型号杂、运输量大，部分构件质量过大、尺寸超宽，运输时需注意构件制作工厂到现场的交通路况，结合构件特征做好保护措施。构件按需供应，防止因构件堆积占用场地导致施工不畅。确保施工机械数量充足，采用起重能力大、性能良好的吊装设备，保证施工质量。

2.3 节点复杂

该办公楼外框柱存在部分混凝土柱，连接楼层钢梁时需在混凝土柱中设置预埋节点，该混凝土柱受温度、风荷载等环境影响大，难以把控钢梁安装精度。由于构件长度、截面尺寸不同，若立面节点位置不精确、楼层框架连接不准确会导致错装情况，延误工期、增加成本。

3 基于BIM+Web技术的协同平台

3.1 BIM技术融合Web信息管理平台

为打破传统信息传递交互繁琐的管理模式，结合BIM三维信息化模型与互联网交互平台功能，共同创建基于BIM+Web技术的新型信息化管理模式，以后台管理系统PHPCMS为基础框架，开发基于BIM+Web信息交换的建筑施工综合管理系统，建设项目的所有者或授权的Internet服务提供商(ISP)维护Web服务器和数据库服务器，如图2所示。本研究开发的应用程序安装在Web服务器中，数据库管理系统(DBMS)安装在数据库服务器中，多方用户使用的客户端机器仅需安装Web浏览器，连接到Internet即可。

图2 物理结构

3.2 混合型数据库应用

为实现构件施工信息的自动化提取、存储，关联网页模型、存储构件信息，可通过移动终端扫描二维码读取存储的构件施工信息和验收信息，采用混合数据库并分为3部分，即关系式数据库、XML模型文件、附件部分，如图3所示。关系式数据库部分用于存储提取的构件施工信息及附加的验收信息表单。验收信息表单包含提取构件存储信息表单，通过此系统生成二维码，显示在前端，供施工人员快速读取施工信息。XML文档部分用于存储表单数据的不同部分，即表单内容，XML文件模型通过将构件编号设置为存储在数据库表单中的主键，与存储构件施工信息的构件编号字段外键相对应，作为2种表单间的关联数据，以实现在前端搜索构件编号信息，网页中的三维模型对应构件自动亮显，并跳转到框架中心，使施工人员通过浏览器便可快速了解构件所在位置，方便施工。附件部分用于存储附件，如用钢材料表单、珠海铁建大厦方案等。

图3 混合数据库概念

3.3 二维码技术应用

工程项目所含信息类别多，信息变更发生频繁。为使项目信息可随时提供给相关人员，在保证信息准确性的同时，降低团队沟通成本、提高沟通效率，协同平台引入二维码技术辅助项目管理。用户将项目信息上传至平台后，即生成含有对应信息的二维码，并可导出打印。信息所需者通过扫描二维码获取相关信息，用户可编辑并随时更新已生成的二维码信息，保证信息即时性和准确性。

扫描平台生成二维码后可查看项目信息、施工要求、日程进度、模型信息、人员安排等，方便施工人员通过手机了解相关内容，节省施工人员与管理者的沟通时间，提高工程效率和信息准确度。

4 平台管理内容

4.1 基于协同平台的BIM模型管理

协同平台的BIM模型管理模块为管理及施工人员提供统一的模型查看平台。用户将转换好格式的BIM模型上传至BIM模型管理模块，信息所需者通过网站平台查看建筑3D模型及内部构件位置、材料等信息。

在平台数据库中，将XML文档关联构件信息，点击BIM三维模型构件时可查看构件信息，用户可在平台生成带有模型信息的二维码，扫描二维码获取信息后对比实际施工与设计模型，直观高效。

4.2 基于协同平台的项目前期管理

在前期管理模块中，用户可上传项目前期所需文件，如铁建大厦施工组织设计、施工方案等。任何需要保存的文件均可上传至云端，避免文件丢失或难以查找。协同平台中的文件可供施工人员及业主方随时查看，用户可随时在线编辑文件内容，提高管理效率。

4.3 基于协同平台的合同管理

BIM+Web协同平台根据不同类别的合同制订相应的合同表单并设置权限，用户只需按类别填写合同相关内容，即可上传平台供所需人员了解。当合同内容有变时，平台管理员可进入后台进行调整。用户可直接根据类别或签署时间查找相应合同，节省时间。

4.4 基于协同平台的施工进度管理

BIM+Web协同平台可提供施工进度计划表。项目负责人根据不同任务类别填表，以月份为大周期，每周期按实际情况划分小周期，整体把握施工进度。在协同平台中，施工人员可随时登录查看施工计划，调整施工进度，以减少工期延误。通过多个单向工程间的施工进度对比记录，可找出施工难点和耗时部分，更准确地分配时间。

4.5 基于协同平台的投资控制管理

投资控制管理即管理控制建设活动所需资源。在BIM协同平台中，项目信息应及时更新上传，确保相关人员在建设各阶段均可接收现场实时情况，从而进行资源计划和控制，并不断修正。随着工程信息文件不断增加，文件类别和管理方各不相同，BIM+Web协同平台提供工程信息交互平台，可及时记录涉及的信息增减情况，提高信息处理效率，并在多方监控下减少错误率，实现协同平台的信息高效流通，使投资控制管理更便利。

4.6 基于协同平台的变更管理

应用BIM碰撞检查技术可检测模型碰撞，检测项目需要变更时，可在协同平台中填写项目变更管理表进行变更申请，在申请表中记录项目名称、变更时间、变更缘由等内容，相关管理员通过平台查看变更申请，了解变更情况，直接进行线上变更审批，待审批通过后，申请人进行相关变更，便于管理人员进行变更管理和备案。

4.7 基于协同平台的物资设备管理

在物资设备管理方面，协同平台制订设备管理表单。物资管理人员购买的任何设备均可上传至云端进行保存。设备管理表单包含设备名称、购买日期、设备价格、保管人员和存放地点等信息。通过及时上传购买的设备信息，可减少设备物资购买重复及遗漏。设备管理表单可直接查找设备存放地点，减少设备所需者与购买者间因负责区域不同、互不熟知造成的沟通延误，保障施工顺利进行。

5 结语

在珠海铁建大厦施工过程中，BIM+Web协同平台提高工程项目在模型管理、合同管理、施工进度管理、投资控制管理等方面的工作效率，使贯穿全工期的项目信息在协同平台中更精准高效，节约沟通时间和物资成本。该平台利用互联网优势，实现在线云办公，为工程信息量大、空间结构施工难点多的超高层建筑施工提供便利、高效的工作方式。