一、應用背景
模板腳手架工程是混凝土結構施工最基本的施工工序，直接影響工程結構質量。目前，在大部分橋梁現澆段施工中，模架工程仍采用傳統施工工藝，缺少詳細的深化設計，以致生產效率低下、質量安全問題頻發、進度及成本管控困難，嚴重依賴勞務分包或工人，難以進行精細化管理。
近幾年，BIM精細化建模、模型交換共享及參數化設計等技術的日益成熟，為應用BIM技術進行模板腳手架深化設計提供了必要條件。通過洛陽新伊大街、G311國道等多個項目實踐，使用BIM軟件結合模架布置規則，來進行參數化的模架布置設計，確定詳細的深化設計方案，進而對模板腳手架施工進行精細化的管理，解決目前模架設計施工中的問題已經成為現實。
二、重難點分析
☆ 策劃不易深入
項目策劃階段，大部分施工單位對模架部分的策劃過于簡單或僅依靠習慣。工程技術及管理人員對各種模架體系不夠了解，難以進行分析和評價。
☆ 現場不易管理
技術人員或工人依靠自身經驗進行設計、采購或租賃，然后進行加工、搭設；管理人員對工程眾多節點缺少過程控制，未能進行精細化管理。
☆ 成本難以管控
現場往往存在材料管理混亂、計劃不合理、加工不當、浪費嚴重、常常隨意堆放、周轉利用不足等情況，以致難以進行有效的成本管控。
三、解決方案
☆ 整體解決方案
通過BIM軟件自建族和參數化算法表達，實現模架的快速布置及方案調整，借助三維模架方案呈現，進而精確統計材料、輸出關鍵節點詳圖，解決現場模架深化設計及管控難題。
☆ 應用目標
☆ 應用流程
☆ 應用方法
對平時在應用實施過程中遇到的問題進行總結，匯總出針對模架工程的應用方法，見下圖：
☆ 可視化設計方案
利用BIM技術對腳手架、工字鋼等進行建模、受力分析，提前模擬設計效果，并將不易理解的草圖模型化（從圖1到圖2），方便現場施工交底。
圖1 現場討論草圖▲
圖2 腳手架方案模型▲
☆ 創建模型，統計工程量
①精確創建腳手架模型（圖3）
圖3 馬棚楊互通立交模架模型（局部）
②根據方案繪制出每一根立桿、水平桿和斜桿，使其腳手架型號和工程量盡量與實際施工保持一致（圖4）。
圖4 腳手架不同搭設方案區域展示
③同時，模型中的腳手架需求量也是進行材料采購和材料堆放的主要依據。通過分區域分型號的腳手架工程量統計數據（圖5），可根據實際進度計劃，對腳手架的需求和擺放位置做到心中有數，減少腳手架材料租賃費和二次搬運的發生。
圖5 腳手架延樁號工程量統計
☆ 可調底座定位
馬鵬楊立交現澆部分橋梁因需跨越107國道，所以先搭設兩側跨度的橋梁。應用BIM技術對可調底座的位置進行定位，避免了現場模架從兩端合攏搭設出現錯位的問題，實現了模架的精準定位搭設。
步驟為：①據實獲取數據，根據一側已搭設腳手架距橋臺間距，得到已搭設腳手架的樁號位置，修正腳手架模型樁號（圖6）。
圖6 根據實際數據修正腳手架模型樁號
②推測全局，根據腳手架搭設方案，推測出所有腳手架應在的樁號位置。
③計算他側，計算出另一側腳手架距橋臺間距，提供給施工員進行放線（圖7）。
④數據校核，現場測量腳手架樁號位置，確認數據準確性。
圖7 馬棚楊互通立交可調底座定位線
☆ 工字鋼排布方案
現場工字鋼尺寸為4m,但馬棚楊互通立交現澆橋梁梁高為拋物線變徑，若全部使用標準4m尺寸，會影響橋梁美觀，但截短后的工字鋼費用會從租賃費變為材料購置費，需合理規劃工字鋼排布方案（圖8）。通過BIM技術進行工字鋼的可視化排布，在不影響橋梁美觀的情況下，給現場提供了合理的排布方案（圖9），據統計本次節約標準尺寸工字鋼14根。
圖8 馬棚楊互通立交工字鋼排布方案
圖9 馬棚楊互通立交工字鋼三維模型圖
四、經濟效益分析
1、工字鋼
3米以上工字鋼可按租賃費計算，3米以下工字鋼只能按材料費計算，通過對方案比選優化，少使用3米以下工字鋼14根，按照市場價格每根約100元計算，合計1400元。
2、桿件
通過方案優化，節省桿件5捆，按照市場租賃價格每捆500元計算，合計2500元。
3、綜合工日
準確計算各個區域工程量，通過減少一次運輸少量或超量的誤差和二次搬運來節約工期。據不完全統計節約工日約10天，按照施工經驗，每天工人數量3名，單價300元/人/工日；每天機械數量2臺，單價600元/臺/工日計算，合計21000元。
4、節約總計見下表：
五、應用總結
通過BIM技術在橋梁模架設計施工中的應用，既提高了腳手架搭設的管理和技術水平，又節省了腳手架材料的租賃量和二次搬運費用，同時三維模型也方便現場對工人進行交底，提高了施工人員的工作效率，最終也為企業積累了腳手架的搭設數據、方案和模型模板，值得推廣應用。
豫公網安備 41100202000396號
