基于BIM 技术的钢结构施工工程精细化管理策略研究

前言：在现代建设中，由于钢材的标准化程度高，对施工精度的要求较高，各专业之间的协作也比较复杂。传统的基于平面图和经验判定的建筑工程，很难有效地处理工程中的动态多变与复杂性，极易造成工期延误、工程造价超支及工程质量风险。BIM 的引进，实现了由“粗放型”到“精细化”的过渡。通过对整个施工过程进行仿真、优化与控制，能够提高施工效率，降低造价，保证施工质量。因此，在充分发挥 BIM 技术的优势的基础上，研究了其在建筑行业中的具体实施对策，为建筑行业的发展提供了一定的理论支撑与实际指导。

一、BIM 技术在钢结构施工管理中的应用价值

BIM 技术在钢结构施工管理中的应用价值主要体现在信息集成、可视化管理和数据驱动决策三个方面。由于其构件种类繁多，节点复杂，对施工精度的要求较高，常规的管理手段很难对其进行全方位的控制。BIM 通过构建一个 3D 数字模型，集成设计、施工、运营等各个环节的信息，构建一个完整的数据平台，让各个参与者可以在相同的模型基础上协同工作，降低在信息传输中的错误和延迟。在数据融合上， BIM 模型除了具有空间上的数据外，还可以嵌入到材料属性、施工过程、成本等数据中，使得管理者可以全面把握项目发展的全局，减少由于信息不对称造成的错误。

在建筑工程中，对各组成部分的空间位置、安装顺序和临时支撑的布置都有严格的要求，而传统的平面图很难将其构建关系直接表现出来。BIM 的 3D 可视化能力可以帮助建设者更好地了解项目的规划，及早地找到可能存在的矛盾，从而达到最优的建设计划。在大跨度的建筑工程项目中，利用 BIM 技术可以对各种起重方式下的受力情况进行仿真，并据此选取最佳的吊装路径。同时， BIM 可视化也可以应用到现场的现场交底中，利用 3D 动画、 VR 等手段将重点节点的施工过程呈现给现场人员，从而提升了现场的精度与工作效率。由于其制造过程中存在着构件加工进度、现场安装偏差、资源消耗等多方面的动态信息，而目前的管理模式多依靠手工录入和经验判定，很难达到精确的管控要求。BIM 是一种以信息为基础，通过对信息的实时收集与分析，为管理者提供了依据。比如，利用 BIM技术整合多个物联网传感器获取的施工信息，实现对装配过程中各节点位置的精确测量，并与设计参数进行对比，从而实现准确定位和修正。同时，通过与大数据的融合，实现对材料采购延迟、气候变化等工程风险的预警，为工程建设提出前瞻性的决策依据。

二、 BIM 技术在钢结构施工进度管理中的应用

BIM 技术在钢结构施工进度管理中的核心应用是 4D 施工模拟，即将三维模型与时间维度相结合，动态展示施工全过程由于受构件加工、运输和吊装等多个过程的共同作用，常规的施工进度规划多基于 Gate 图表或者网络图表，很难直接体现其空间上的逻辑联系。利用 4 D 仿真技术，使管理者能够清楚地了解各个时刻的工程进度，发现可能存在的工艺矛盾和不合理的资源配置。比如，对高层钢结构工程进行仿真，可以找出塔式起重机作业时段存在的交叠现象，并据此对起重作业次序进行合理的调整，以防止设施的闲置和拥挤。同时，利用 4 D 仿真技术，可以评价各种施工方法的适用性，比如比较吊装和整体吊装的时间差别，从而优选出最佳的施工方案。

由于外部环境的改变、设计的改变或物资的供给等因素，都会造成工程的工期差异。传统的施工进度管理主要依靠例会、报告等方式进行，存在着信息的更新不够及时、不利于项目的实时调整等问题。BIM 是一种先进的信息工程方法，它可以对施工过程进行动态地调节，并对施工过程进行实时监测。比如，项目经理可以利用 BIM 技术对随后的施工过程进行快速地修正，从而实现对施工进度的有效控制。通过将移动终端与云计算等先进的信息集成到 BIM 系统中，使得参与主体能够及时了解工程进度，降低信息交流的成本。由于钢铁建筑工程项目的物资管理涉及材料、设备和人员等多个环节，而以往的物资规划方法多采用静态的方法，很难满足工程项目的动态需求。BIM 可以把项目的资源要求和项目的工期安排相结合，从而达到精确的资源配置。利用 BIM 技术对各个工序零件的需求进行抽取，从而可以与加工车间进行合理地调度，从而达到减少原料不足和存货不足的目的。同时， BIM 技术还可以将配送车辆位置、场地占用情况等供应链相关的数据进行整合，从而实现对物流的最优调度。在大规模的工程建设中，由于资源配置的不合理，可以减少工程进度的拖延，因此具有十分重要的意义。

三、 BIM 技术在钢结构施工质量管理中的应用

传统质量检查主要依赖人工测量和抽样检测，效率低且易遗漏问题。BIM 是一种以数字方式提高工程项目的质量控制能力的方法。比如，通过3D 激光扫描获得装配后的真实数据，通过与 BIM 建模的对比，实现误差的快速辨识。针对焊缝、高强度螺栓接头等重要节点，采用 BIM 建模方法预先设置好的质量控制点，为监理工程师提供技术支持。同时， BIM 技术还可以将检测过程中的全部检测结果进行保存，并建立起可溯源的品质文件，为以后的产品的验收、运行管理等工作奠定基础。在以往的工程质量管理中，技术规范多采用书面或口头说明的方式进行，由于认识上的差异，很可能造成工程上的失误。BIM 可以将过程规范直接融入到建筑的建模中，并利用 3D 动画或者 AR 等手段将建造过程可视化。在进行一些比较复杂的结构节点之前，可以利用手机观看 BIM 建模过程，明确焊接顺序、螺栓拧紧扭矩等重要参数。该可视化过程说明可以降低人工差错，改善工程质量。

结语：BIM 是实现建筑工程质量管理的重要手段，在深化设计、进度控制、成本控制、质量监控和安全管理中发挥着重要作用。但是， BIM 在我国的广泛应用还存在着标准不统一和人才匮乏等问题。在此基础上，通过 BIM 的逐步成熟，行业规范的逐步健全，使其能够更好地运用于钢结构工程建设中，促进建设行业向智能化和精细化方向发展。为了达到对建筑工程的高效精确控制，企业应该在建筑工程中强化 BIM 技能的训练，并构建一个以 BIM 为基础的协作管理系统。

参考文献：

[1] 刘兴邦 . 建筑项目钢结构工程施工安全管理策略——评《建筑施工安全技术与管理研究》[J]. 安全与环境学报 ,2024,24(5):2055-2055.

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