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BIM技术赋能高大模板工程：创新应用与实践探索

一、引言

1.1研究背景与意义

随着社会经济的飞速发展和城市化进程的不断加速，建筑行业迎来了前所未有的发展机遇，各类大型建筑项目如雨后春笋般涌现。据相关数据显示，2023年我国建筑业总产值达315911.9亿元，充分展现出建筑行业在国民经济中的重要地位。在建筑工程不断向大型化、复杂化迈进的趋势下，高大模板工程作为建筑施工中的关键环节，其重要性愈发凸显。

高大模板工程通常是指模板搭设跨度或高度超过一定限制的模板工程。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定，建设工程施工现场混凝土构件模板支撑搭设高度8m及以上，或搭设跨度18m及以上的混凝土模板支撑工程，均属于高大模板工程。这类工程常用于支撑大跨度、重载荷、大截面混凝土框架结构、高架桥混凝土箱梁、大悬臂梁等大型现浇混凝土结构。其特点是跨度大、自重大、高度高、结构面积大，在机械性能和结构上与传统模板支撑系统存在显著差异。在施工过程中，当模板中的混凝土结构尚未形成强度时，支撑系统需承受混凝土的载荷，以及自重、各种施工荷载、不均匀沉降、风荷载等，这对模板及支撑架的安全性和可靠性提出了极高的要求。

然而，在实际高大模板施工过程中，因方案设计不合理、施工技术不完善以及监督管理不到位等多方面原因，支撑体系失稳倒塌、破坏的事故时有发生。例如，在[具体事故案例]中，由于模板支撑方案设计存在缺陷，施工过程中未严格按照方案执行，导致模板坍塌，造成了严重的人员伤亡和财产损失。据不完全统计，在建筑行业较大以上的安全生产事故中，支撑架倒塌造成的人员伤亡人数占伤亡人数的30%以上。这些事故不仅给人民的生命财产带来了巨大损失，也对建筑行业的健康发展产生了严重的负面影响。因此，如何确保高大模板工程的施工安全，成为建筑行业亟待解决的关键问题。

BIM（BuildingInformationModeling）技术，即建筑信息模型技术，作为一种新兴的数字化技术，近年来在建筑行业得到了广泛的关注和应用。它以三维数字化模型为载体，集成了建筑工程项目从规划、设计、施工到运营维护全过程的各种信息，具有可视化、模拟性、优化性和协同性等显著优势。在高大模板工程中应用BIM技术，能够为工程提供全新的解决方案，有效解决传统施工方式中存在的诸多问题。

通过BIM技术，能够建立精确的三维模型，将高大模板工程的设计方案以直观、可视化的方式呈现出来，使施工人员能够清晰地了解工程的结构和构造，避免因对设计图纸理解不清而导致的施工错误。利用BIM技术的模拟功能，可以对施工过程进行虚拟仿真，提前发现施工中可能出现的问题，如构件碰撞、施工顺序不合理等，并及时进行优化调整，从而有效提高施工效率，减少施工风险。BIM技术还能够实现各参与方之间的信息共享和协同工作，打破信息孤岛，加强沟通与协作，提高项目管理水平。

综上所述，研究BIM技术在高大模板工程中的应用具有重要的现实意义。一方面，能够提高高大模板工程的施工安全性和可靠性，有效减少安全事故的发生，保障人民的生命财产安全；另一方面，有助于提高施工效率，降低工程成本，提升建筑行业的整体竞争力，促进建筑行业的可持续发展。

1.2国内外研究现状

BIM技术自诞生以来，在建筑领域的应用研究不断深入，在高大模板工程中的应用也逐渐成为研究热点。国内外学者从不同角度、运用多种方法对其展开研究，取得了一系列有价值的成果。

在国外，BIM技术的应用起步较早，相关研究较为成熟。美国斯坦福大学的研究团队通过对多个建筑项目的案例分析，深入探讨了BIM技术在高大模板工程中的应用价值，研究表明，利用BIM技术进行模板设计和施工模拟，能够有效减少施工过程中的设计变更和错误，提高施工效率，缩短工期10%-20%。英国的一些建筑公司在实际项目中应用BIM技术，实现了对高大模板工程的全生命周期管理，从设计阶段的方案优化，到施工阶段的进度控制和质量监控，再到运营阶段的维护管理，BIM技术都发挥了重要作用。在德国，学者们通过建立BIM模型，对高大模板的力学性能进行模拟分析，为模板的设计和选型提供了科学依据，有效提高了模板支撑体系的安全性和可靠性。

在国内，随着BIM技术的推广应用，越来越多的学者和工程技术人员开始关注其在高大模板工程中的应用。清华大学的研究人员针对复杂结构的高大模板工程，提出了基于BIM技术的施工优化方法，通过对施工过程的模拟和分析，提前发现并解决了施工中可能出现的问题，提高了施工质量和安全性。同济大学的学者通过实际项目案例，研究了BIM技术在高大模板工程成本控制中的应用，利用BIM模型进行工程量计算和成本分析，实现了对工程成本的有效控制，降低了工程成本5%-10%。此外，