摘要:太平岭核电项目技术团队深入研究探索核电施工逻辑与BIM技术特性的连接点,在多个施工场景实现了BIM的应用推广,加速推进核电建设的智能化、数字化、信息化进程。
当前,我国新建核电规模保持全球领先,核电发展进入新周期,我国自主研发的第三代核电技术——“华龙一号”即将迎来建设高峰。
面对核电批量化建造时代,施工需求正向着智能化、数字化、信息化的更高层次迈进。
太平岭核电项目技术团队深入研究探索核电施工逻辑与BIM技术特性的连接点,在多个施工场景实现了BIM的应用推广,加速推进核电建设的智能化、数字化、信息化进程。
技术尖兵启程
核电施工和BIM“连”上了
BIM技术,是一种基于数字化模型的建筑设计、施工和运维管理技术。它通过创建和利用三维可视化模型,整合建筑全生命周期(规划、设计、施工、运营、维护)中的几何、物理、功能等多维信息,实现协同施工和高效管理。
早在2019年,太平岭核电项目就调拨精锐,成立了BIM技术小组。小组成员边学边干,对照着线上建模和传统的纸质图纸,逐步将BIM技术融入图纸会审、可视化交底、碰撞检测、深化设计、施工模拟、安质环管理等方面的应用与实施,做到了施工关键数据多元化采集、信息化实时分析、数字化辅助决策、智能化指导施工。
(模块化吊装模拟)
随着对BIM技术运用愈发得心应手,技术团队开始了模块化吊装技术的研发。传统的钢衬里底板及截锥体施工方法需要在钢筋林立、空间狭小的现场拼装,耗时超四个月以上。
技术团队通过对BIM的实际运用,打破图纸线条绘制的束缚,将构想的构造形式从脑海中“搬”到了建模中,通过对物项施工动线的反复模拟推敲,最终成功编制了模块化吊装的技术方案。
(项目核岛模块二)
有了BIM技术的助力,底板、截锥体c段及截锥体b段可以实现在专用拼装平台进行拼装,并在平台内部设置人员通道,进行底板拼接焊缝焊接及焊缝无损检测工作。
这样超大型“拼积木”方案的落地,不仅大大降低了施工难度,还提升了施工速度和质量。吊装完成后,土建工作人员可直接介入进行混凝土施工,土建施工提前了2个月以上。
“难搞”的异形钢筋
轻松搞定
除了在模块化吊装施工模拟上大显身手,三维智能配筋与下料也是BIM技术小组的新晋“练兵场”。
核电项目对钢筋使用的需求量巨大,在太平岭核电项目,一期核岛钢筋用量达到13万吨,且在核岛施工过程中存在大量设备管道洞口,包含大量异形钢筋,采用传统方法加工钢筋需要大量人力且效率低下。
(核电三维智能配筋及下料系统)
2023年初,技术团队协同各方,共同策划,统一软件平台,通过模型共享,实现数据互联互通,有效提高研发效率,并选派专业技术员驻场中广核设计院,开始共同研发。
同年10月,太平岭核电项目基于BIM技术的“核电三维智能配筋及下料系统”应运而生。“核电三维智能配筋及下料系统”的出现可以对施工逻辑进行提前梳理,规避施工风险,解决了局部钢筋密集区域的物项冲突与钢筋碰撞问题,同时提高了施工效率,减少工期损失。
在引入BIM技术前,钢筋加工主要依赖于传统机械设备,如弯折机和切断机等,但这些设备的人员需求量大,加工效率低。
随着信息化技术的进步,设备不断更新换代,项目引入了数台智能化设备,这些设备能够接收输入的料单信息,实现钢筋弯折和切断等工序的自动加工,完成了钢筋加工的初步自动化。
(系统针对具体钢筋作业展开模拟操作)
而现在,BIM技术利剑出鞘,再次革新了钢筋下料加工的自动化进程。项目以智能化设备为基础,在核岛三维智能配筋与出图工作系统中,可以快速锁定钢筋布置功能,比如包括针对墙体、楼板、横梁等结构的配筋工具,设定好钢筋保护层厚度、间距、层数等参数,模型便能自动生成。
系统还可对钢筋进行编辑、移动、复制、拉伸等操作,并对钢筋进行编号。在钢筋下料工作中,系统利用分段、切断等功能,根据需求添加丝头、套筒等配件,并通过快捷钢筋料单工具导出料单,并上传至钢筋管理平台,该平台与钢筋自动加工设备相连,实现一体化、流程化的钢筋加工管理模式。
在整个生产过程中,BIM钢筋放样系统不仅提高了钢筋加工的精度和效率,还通过减少材料浪费和优化施工流程,显著降低了工程成本,再复杂的大型异形钢筋加工,这套精密的系统也能轻松搞定。
BIM还能帮助验收
更多应用场景待解锁
目前,技术团队打造的“华龙一号”三维协同配筋团队,是项目核电“数字建造”研究的前沿阵地,BIM小组成员增加至16人,研究方向包含核电数字模型创建(三维配筋及下料)、核电土建工程数字化交付、数字资源应用、数字建造研究等。
此外,太平岭核电项目还创新使用BIM加三维激光扫描或AR自动识别验收技术,通过激光扫描、放线机器人或AR自动识设备,将获取的现实数据进行模型叠加,实时对比分析,进行偏差显示和统计,实现预埋件、套筒、洞口以及钢筋的三方实时验收,解决验收时间长的问题。
(采用bim加三维激光扫描验收,提高验收效率)
数字化驱动钢筋全链条智能管理,数据由三维钢筋模型产生,传递到智能加工管理平台,平台驱动智能加工设备,各流程环环相扣,实现钢筋生产全过程信息化、自动化、智能化,大幅提升钢筋线的生产效率。
作为项目青年排头兵,BIM小组带领技术人员在新技术的探索应用上不断前进,先后荣获首届buildingSMART智联杯大赛一等奖、第二届“新基建杯”中国智能建造及BIM应用大赛一等奖、第七届建设工程BIM大赛一等奖、中国建筑材料流通协会科技奖二等奖等省级、国家级BIM荣誉共15项,发明专利4项、软件著作权3项、论文2篇等。
下一步,太平岭核电项目将不断完善核电BIM技术应用经验,聚焦数字建造,实现提质增效,强化设计施工融合,践行BIM设计施工一体化理念,探索实现“一模到底、无图纸建造”,建设“数字核电”,为太平岭核电的高质量建设贡献科技力量。
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