本报通讯员 潘祚声 杨珂

“通过智慧钢筋系统，无论在哪，只要输入参数，就能快速精确地生成施工图和下料单，并通过云端的‘天河一号’超算中心，控制现场设备，加工钢筋产品。”一航局BIM研发团队技术员李智璞介绍，“智慧钢筋系统就是要给施工效率、成本、质量插上科技的翅膀！”

一航局承建的江西信江航电项目是交通部“十三五”重点工程，也是2019年全国9个交通运输科技示范项目之一。作为一项兼航运与发电于一体的水利枢纽工程，项目异形钢筋混凝土结构居多、施工难度高，钢筋需求量超1.7万吨。

“经过调查，一般项目钢筋加工，损耗率在2%到4%之间，虽然单位数字不大，但乘上巨大的用量，就是一笔不菲的成本，这笔经济账得算一算。”2018年初，李智璞调研时发现，传统钢筋加工仍有很大提升空间，“基于BIM技术的钢筋下料优化及自动化加工与管理成套技术研究”应运而生。

钢筋加工的核心是图纸翻样，这是切割、弯曲等后续工序的指导书。传统加工中，需要经验丰富的钢筋工，通过人工计算完成设计图纸到施工图纸的翻样，并生成下料单，再将下料参数输入数控设备启动切割。这种方式不仅效率低，且常产生误差，钢筋使用率、加工质量不容乐观。虽然也有工地开始使用软件进行翻样，但效率和准确率始终没有明显提升。

研发团队将攻坚方向锁定在翻样出图上。他们依托BIM、空间解析几何等技术编写程序，只需输入设计图纸中的参数，通过自主研发的建模软件，就能快速绘制钢筋3D模型，然后一键生成钢筋图样和下料单。“一键生成速度快，准确率也提升不少。假如一根钢筋算长了，在3D模型上很突兀，一眼就能看出来。”李智璞介绍，为了验证效率和准确性，研发团队和使用传统建模软件团队同时对一个泄水闸墩进行翻模。结果传统方法用了一周时间，而新系统仅用了半天。

翻样效率倍增，施工效益也十分可观。李智璞举了一个例子：“9米标准钢筋，切8米料，剩下1米往往会被闲置，由于钢筋数量多，时间久了可能就浪费掉了。而新系统能根据施工要求算出最佳的切割方案，即便有切割剩余料，系统也会自动记录归集，确保需要时，可以及时从仓库调出使用，这样算下来，钢筋使用率可达到99%以上。”李智璞介绍，这样的切割方案如果单纯依靠人力求最优解，估计几十年都算不完。省时、省力、省钱，但这并不是团队的终极目标。

在研发过程中，还要充分考虑混凝土保护层、钢筋接头、排布间距等细节，守住施工生命线——质量。以混凝土保护层为例，太厚会导致混凝土受力不足，太薄会导致混凝土开裂锈蚀钢筋。“水利工程水流冲击力大，还容易腐蚀钢筋，对保护层的厚度要求更高。”李智璞介绍，传统的测算方式往往忽略钢筋的自身直径，但新系统会充分衡量这些细节，保证钢筋结构与施工现场严丝合缝对接。“混凝土保护层一般只有几公分，但钢筋直径往往就有两三公分，数据虽小，对施工质量影响却极大。”李智璞说。

2019年4月，研发团队用8万行代码敲出的智慧钢筋系统正式在信江项目启用。“效率和成本都得到了提高，棚里的工人也越来越少。”钢筋生产负责人于少成感受最深。今年9月，这套智慧系统还获得中施企协首届工程建设BIM大赛一等奖。

如今，研发团队仍在对系统进行优化，“我们很快就要发布2.0版本。新版本对算法进行了优化，还新增了自动分拣、余料管理等功能，以科技助力精细化管理，让施工效率、成本、质量‘飞’起来。”李智璞说。