康佳 宁宏义

摘   要：本文在BIM系统三维模型的基础上，探索施工模拟技术在医药项目中的应用实践，实现了施工过程的可视化预演;经过对设计成品的预先验证，发现大型设备立体吊装过程中的碰撞问题;经过综合方案对比，得到最优化施工方案用于指导施工。施工模拟技术的应用有效减少了实际施工过程中的问题数量，缩短施工工期，节约施工费用。

关键词：BIM系统  施工模拟  模拟吊装

中图分类号：TU17                                  文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0051-02

1  施工模拟技术概述

施工模拟是BIM虚拟仿真技术的一个重要模块，从生产管理、技術管理、成本管理等多层面解决复杂工程现场施工问题[1-2]。图1表示施工模拟的具体过程。利用该技术，可以有效串联设计与施工两个环节，通过项目启动前预演真实的施工过程，让建设单位更直观、详尽地了解施工过程的细节，找到可能出现的问题并有针对性寻求最优解决方案。

根据达索公司提供的统计数据，由于施工规划及进度控制不合理等诸多原因，难以实现施工质量和进度的统一[3]，有大约35%的项目因施工问题出现延期。这不仅仅导致施工费用的增加，更有可能因为推迟投产为建设单位带来更大经济损失。

2  施工模拟在医药项目中的应用

本文采用Autodesk公司的Navisworks软件，对已经完成三维建模的某医药项目进行施工模拟。Navisworks是一款致力于三维可视化和仿真的软件，兼具三维漫游、三维审图、碰撞检查、施工模拟等多种功能。

2.1 可视化施工过程（4D模拟过程）

可视化的施工过程，即4D模拟过程，是将时间轴加入到三维模型中，显示不同时间点三维模型的变化过程。

本文利用Navisworks的Timeliner模块，对某医药项目的施工过程、吊装过程以及大型机械、设备、运输车辆的使用情况进行模拟，并结合Clash Detective模块，检查项目施工空间以及车辆进出场道路空间情况。

根据施工模拟结果，可以更加高效安排施工材料、设备的进出场顺序，预估施工材料堆场、施工道路等辅助用地的面积，减少场地拥挤或闲置的现象。

2.2 设备模拟安装

医药项目与大化工项目相比拥有其独有的特点，由于洁净区的普遍存在，大多数生产线设置在建构筑物内，施工和安装空间相对更加受限。同时，由于施工经验不足、前期工作不充分等种种原因，大型设备、储罐或塔器吊装过程往往存在施工空间不足、碰撞等问题，导致设备无法安装、难以就位，因此产生额外的返工量。

本文结合动态碰撞检查功能，为某项目的核心储罐进行模拟吊装，模拟结果显示，如果按照常规施工顺序，先施工结构框架再吊装设备，会在立罐过程中发生储罐碰撞二层梁板的情况，如图2所示。

2.3 吊装方案选择

发现碰撞问题后，讨论得出两套可行的解决方案：

2.3.1 方案一：进行三维吊装

借助Timeliner模块以及动态碰撞检查功能，为核心储罐设计一条避免碰撞的三维吊装线路。这一方法在不影响其他施工步骤的同时，解决了碰撞问题。但由于三维吊装要使用多台吊车，施工机械费用有所增加。

2.3.2 方案二：先吊装后施工二层梁板

车间基础及一层结构柱施工完成后，先吊装储罐。由于操作空间充裕，使用一台吊车即可顺利完成立罐。在储罐吊装完成后，再浇筑二层梁板以及结构柱。这一方法没有增加机械使用费，但由于存在交叉施工的情况，需要施工方在施工方案、机械及人员的安排方面预先作出调整。

表1所示为两种吊装方案的对比。经过与建设单位讨论，综合比较两种解决方案的施工难度、工程进度、人力投入及费用消耗，认为方案二为现有情况下的最优解决方案。

3  结语

在医药项目传统的建设过程中，由于设计和施工的相对孤立、施工水平参差不齐等原因，导致项目返工、材料浪费、施工周期延长等等一系列现象的出现。施工模拟技术的引入可以大大优化施工过程：（1）优化施工机械和人员安排，减少因资源不足带来的延期和因闲置带来的浪费;（2）可以对核心设备、大型设备的吊装进行重点预演，排除施工过程中可能出现的重大问题，减少返工量，节约费用和工期;（3）与施工费用控制模块相结合，优化施工费用的控制。经过实际项目验证，BIM系统施工模拟技术的引入，较之传统施工过程，工期缩短约30%，废料率控制在3%以下，项目中仅钢筋一项就可节约175万元/万t。

参考文献

[1] 刘军生，石韵，王宝玉，等.BIM技术在施工管理中的应用研究[J].施工技术，2015（44）.

[2] 王亚中，李伟，李洪义，张洪军.BIM技术在长春万豪东方广场城市综合体工程施工质量控制中的应用[J].施工技术，2015（44）.

[3] 赵欣，关宇，谭品峰.南开大学大学生活动中心施工模拟与监测[J].钢结构，2017（3）：103-108.