BIM助力北京新機場應用案例

1、在2017這一年中，應用 HYPERLINK / t _blank BIM技術的工程項目比比皆是。但對于 HYPERLINK / t _blank BIM應用如何為項目提供價值、應該提供哪些價值?很多企業(yè)還處于摸索階段。其中，中國建設行業(yè)施工BIM應用分析報告(2017)特別介紹了北京新機場航站區(qū)工程項目，下面就讓我們一睹為快吧!一、項目概況1.項目基本信息北京新機場航站區(qū)工程項目，以航站樓為核心，由多個配套項目共同組成的大型建筑綜合體。總建筑面積約143萬平方米，屬于國家重點工程。其中，航站樓及換乘中心核心區(qū)工程建筑面積約60萬平方米，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構。結構超長超大，造型變化多樣，施

2、工人員眾多，對施工技術與管理的要求較高，需引進新技術協(xié)助項目施工。2.項目難點(1)東西最大跨度562m，南北最大跨度368m，結構超長超大，施工段多，這些因素可能會使施工部署及技術質量控制的風險增大。(2)上下混凝土結構被隔震系統(tǒng)分開，節(jié)點處理非常復雜，對制定技術方案和技術交底的細節(jié)把控提出挑戰(zhàn)。(3)鋼結構的豎向支撐柱形式多樣，包括C型柱、筒柱、幕墻柱扥等，生根于不同樓層，不能同時安裝，且需要與屋面鋼網架結構連接，安裝難度大。(4)屋面鋼網架結構本身造型變化大，與豎向鋼支撐C型柱相連，可能造成屋面鋼網架結構及室內天花復雜多變，安裝難度大。(5)機電系統(tǒng)復雜，機電設計施工圖過程調整量大。在機

3、電工程深化設計過程中，所涉專業(yè)眾多，各系統(tǒng)覆蓋面廣，交互點多，協(xié)同工作量大，可能會為項目施工過程中的協(xié)同工作留下隱患。(6)參與單位多、參與施工人員高峰期預計超過8000人，人員過多可能會造成現(xiàn)場施工管理混亂等問題出現(xiàn)。3.應用目標在本項目 HYPERLINK / t _blank BIM技術應用中，要實現(xiàn)兩個目的，第一，解決項目本身管理過程中的問題;第二，驗證和積累BIM應用方法，為后續(xù)的類似項目應用提供經驗。在此之前，已經在多個房建項目上進行了BIM應用，對于房建項目的建模方法、建模標準、項目應用方法等，已經有一定的積累。這些積累成果是否都可以在機場項目上應用?機場項目的BIM應用還有哪些

4、特殊的要求?為了實現(xiàn)上述目的，本項目應用中確定了如下四個目標：(1)項目技術管理目標：根據(jù)項目特點進行施工部署和技術質量控制、制定技術方案和進行技術交底時注意項目中的難點細節(jié)、多造型鋼結構的精準安裝、項目協(xié)同管理及現(xiàn)場施工管理等問題。(2)BIM人才培養(yǎng)：建模人才、BIM5D平臺應用人才。(3)BIM應用方法總結與驗證：BIM建模標準的優(yōu)化、項目部各管理崗利用BIM5D進行項目管理的方法總結。(4)新技術應用的探索：GNSS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、三維數(shù)字掃描、測量機器人及MetroIn三維測量系統(tǒng)、大跨度鋼網架構件物流管理系統(tǒng)。二、BIM應用方案1.BIM應用內容針對以上項目難點和BIM應用目標，

5、本工程在項目管理、方案模擬、商務管理、動態(tài)管理、預制加工和深化設計等六大方面應用了 HYPERLINK / t _blank BIM技術。BIM應用內容(1)項目對包括勁性鋼結構施工工藝、隔震支座施工工藝、臨時鋼棧道方案等技術難點進行BIM模擬。(2)通過應用BIM5D管理平臺，基于BIM模型對項目進度、質量、安全、成本和物料進行精確、高效的管理。(3)通過將BIM技術與三維掃描技術、放樣機器人、物聯(lián)網等信息技術結合，提高工程信息化管理水平。2.BIM應用策劃(1)在BIM實施前期，制定相關技術標準，包括BIM模型管理標準、BIM技術應用實施方案、土建模型標準指南、BIM建模工作流程、機電建模

6、標準指南、機電三維深化設計方案等。(2)模型創(chuàng)建及實施方案：本工程BIM建模和BIM實施采取項目部自施與BIM業(yè)務分包相結合的方式。主要的BIM業(yè)務分工按施工區(qū)域分為4塊，即AL區(qū)、BL區(qū)、AR區(qū)、BR區(qū)，其中：AL區(qū)北京城建集團有限責任公司BIM中心BL區(qū)北京城建集團有限責任公司BIM中心AR區(qū)北京比目魚工程咨詢有限公司BR區(qū)CCDI悉地國際(3)人才培養(yǎng)方案：建模人才的培養(yǎng)方式為北京城建集團BIM中心和CCDI、比目魚咨詢等公司合作為主，模型應用的人才培養(yǎng)以廣聯(lián)達公司為主。(4)軟件選取方案：(5)咨詢服務方案：廣聯(lián)達協(xié)助項目部進行模型驗收，并對原有的建模標準提出改進意見;現(xiàn)場實施服務，培

7、訓項目部各相關崗位利用BIM5D進行現(xiàn)場管理。北京比目魚工程咨詢有限公司AR區(qū)全專業(yè)建模，并對原有的建模標準提出改進意見。CCDI悉地國際BR區(qū)全專業(yè)建模，并對原有的建模標準提出改進意見。3.BIM組織介紹(1)以項目經理為BIM應用主管領導，負責統(tǒng)籌協(xié)調項目BIM應用資源，確定BIM應用目標。(2)組建以BIM主管為核心的BIM團隊，負責制定BIM總體實施方針。(3)北京城建集團有限責任公司BIM中心：AL區(qū)和BL區(qū)全專業(yè)建模及BIM應用實施。(4)北京比目魚工程咨詢有限公司：AR區(qū)全專業(yè)建模及BIM應用實施。(5)CCDI悉地國際：BR區(qū)專業(yè)建模及BIM應用實施。(6)廣聯(lián)達科技股份有限公

8、司：負責配合BIM模型的后期應用及BIM5D應用和培訓。(7)所有進場的專業(yè)分包單位：配有專業(yè)BIM技術人員，負責配合總包單位的BIM實施。三、實施過程1.BIM應用準備(1)模型創(chuàng)建：模型創(chuàng)建的流程：建模標準交底-模型創(chuàng)建-模型驗收-建模標準的調整。模型創(chuàng)建的內容： 基于BIM的建筑模型、結構模型、機電模型、鋼網架屋蓋模型、幕墻模型、地表模型、土方模型、邊坡模型、樁基模型的創(chuàng)建。(2)Revit、Navisworks、Magicad、Fuzor、Lumion、BIM5D等專業(yè)應用軟件的操作培訓。2.BIM應用過程(1)BIM與技術管理的結合：1)模型的應用：利于地表模型、土方模型、邊坡模型和

9、樁基模型，進行地質條件的模擬和分析、土方開挖工差算量、節(jié)點做法可視化交底對8275根樁基的精細化管理，將BIM模型作為技術交底動畫制作和BIM管理平臺應用的基礎數(shù)據(jù)。2)創(chuàng)建洞口族文件及標注族文件：自動生成二次結構洞口及標注，大大減少了標注的工作量，并且避免由于人為失誤導致的標注錯誤的發(fā)生，極大的提高了標注的準確性和統(tǒng)一性。3)勁性鋼結構工藝做法模擬：由于本工程勁性鋼結構具有體量大、分布廣、種類多、結構復雜等特點，用鋼量達1萬余噸，與混凝土結構大直徑鋼筋連接錯綜復雜。在正式施工前，深化設計人員利用BIM技術，將所有勁性鋼結構和鋼筋進行放樣模擬，在鋼結構加工階段，完成鋼骨開孔和鋼筋連接器焊接工作

10、。通過與結構設計師密切溝通，形成完善的深化設計方案指導現(xiàn)場施工。4)隔震支座施工工藝模擬：通過建立BIM模型，對隔震支座近20道工序進行施工模擬，增強技術交底的準確性和一致性，提高現(xiàn)場施工人員對施工節(jié)點的理解程度，縮短工序交底的時間。本工程建成后將成為世界上最大的單體隔震建筑，共計使用隔震橡膠支座1124套，如此超大面積超大規(guī)模使用超大直徑隔震支座的工程，在國內外尚屬首次。5)臨時鋼棧道施工方案模擬：本工程首次將鋼棧道應用在超大平面的建筑工程中，以解決深槽區(qū)中間部位塔吊吊次不足的問題。在應用過程中，棧道的結構設計、使用方式、位置選擇是鋼棧道工程的難點，優(yōu)化設計、節(jié)約材料是體現(xiàn)鋼棧道經濟性的關鍵

11、。在鋼棧道的方案策劃和設計過程中，充分利用BIM技術進行方案的比選，對鋼棧道的生根形式、支撐體系、構件選擇以及貨運小車在運行中的受力情況，進行了詳細的BIM模擬和驗算。其中，方案模擬為最終決策起到了至關重要的作用。6)鋼結構方案模擬：通過MST、XSTEEL、ANSYS、SAP、MIDAS、 HYPERLINK /print t _blank 3DMAX等專業(yè)軟件建立空間模型，進行節(jié)點建模及有限元計算、結構整體變形計算和施工過程模擬。(2)BIM技術與現(xiàn)場管理的結合：現(xiàn)場管理采用BIM5D管理平臺，BIM5D基于云平臺共享，能夠實現(xiàn)PC端、網頁端、移動端協(xié)同應用。以BIM平臺為核心，集成土建、

12、鋼筋、機電、鋼構、幕墻等全專業(yè)模型，并以集成模型為載體，關聯(lián)施工過程中的進度、成本、質量、安全、圖紙、物料等信息。BIM模型可以直觀快速地計算分析，為項目進度、成本管控、物料管理等方面提供數(shù)據(jù)支撐，協(xié)助管理人員進行有效決策和精細管理，從而達到項目無紙化辦公、減少施工變更、縮短項目工期、控制項目成本、提升項目質量的目的。BIM5D管理平臺通過REVIT模型的GFC接口導入算量軟件，可以直接生成算量模型，避免重復建模，提高各專業(yè)算量效率。1)通過基于BIM模型的流水段管理：通過基于BIM模型的流水段管理，能夠對現(xiàn)場施工進度、各類構件完成情況進行精確管理。流水段管理2)基于BIM的物料提?。簩⒛Ｐ椭?/p>

13、接導入到BIM5D平臺，軟件會根據(jù)操作者所選的條件，自動生成土建專業(yè)和機電專業(yè)的物資計劃需求表，提交物資采購部門進行采購?；贐IM的物料提取3)進度及資金資源曲線分析：通過將BIM模型與進度計劃相關聯(lián)，可以直觀地掌握工程進度情況，還可以利用BIM軟件進行工程資金、資源曲線分析，實現(xiàn)對施工進度的精細化管理。4)質量安全管理：a.責任明確。質量安全問題可在BIM模型上直接定位，問題責任單位和整改期限清晰明確，為工程結算和獎懲決策提供了準確的記錄數(shù)據(jù)。b.多媒體資料清晰直觀。除可以輸入文本信息外，該平臺還支持手機拍照，將圖片文件實時上傳，更加直觀地反應現(xiàn)場質量問題。c.移動端實時管理。通過移動端采

14、集信息，能夠實時記錄問題、下發(fā)和查看整改通知單、實時跟蹤整改狀態(tài)，有理有據(jù)方便追溯和復查質量問題。d.模型輕量化。通過先進的圖形平臺技術，將各專業(yè)軟件創(chuàng)建的模型在BIM平臺中轉換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，極大地提升了大模型顯示及加載效率。5)樁基礎專項應用：對樁基施工每區(qū)段、每個樁、每道工序進行進展監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)平臺進行多維度分析，包括總體進展、各區(qū)段進展、各工序、各隊伍的進展分析。在模型平臺中，“正常開始”、“延時開始”、“正常完成”、“延時完成”等狀態(tài)均以不同的顏色顯示，并附有實際和計劃工程量對比圖，能夠快捷直觀地展示各個部位的施工進展情況，實時掌握工程量變化情況。通過移動端平臺，能夠即時發(fā)布樁

15、基施工進展情況和施工偏差檢查結果，第一時間通報偏差責任單位，并可對比計劃與實際情況，以及工序完成情況，從而實現(xiàn)管理高效性和記錄準確性。(2)BIM與其他新技術的結合：1)三維掃描與高精度測量設備的應用：本工程土方開挖量約270萬立方米，通過對基坑進行三維數(shù)字掃描，將形成的點云文件，通過REALWORKS軟件轉換后，與創(chuàng)建的基坑模型進行比對校驗，快速準確地發(fā)現(xiàn)土方開挖的差值，及時調整開挖工作，能夠有效避免重復作業(yè)。在基礎底板和結構施工階段，引進GNSS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行測量控制，并采用全站儀對基坑進行高精度測量。采用該項技術，僅用兩人就完成了全場區(qū)的測量工作。2)三維掃描與放樣機器人的結合應用

16、：首次采用基于測量機器人及MetroIn三維測量系統(tǒng)的精密空間放樣測設技術，實現(xiàn)了大型復雜鋼結構施工快速、準確的空間放樣測設。3)大跨度鋼網架構件物流管理系統(tǒng)：針對63450根屋蓋鋼結構桿件和12300個焊接球的管理，項目上研發(fā)了以BIM模型、數(shù)據(jù)庫及二維碼為核心的物流管理系統(tǒng)。將物聯(lián)網技術與BIM模型結合，利用物聯(lián)網技術實現(xiàn)了構件管控的高效化和精準化。此外，還研發(fā)了移動端手機APP，通過實時顯示所有構件的狀態(tài)信息，把控項目的實際進度，適時調整計劃。手機APP還可記錄生產全過程中各類影像資料，通過BIM模型清晰展現(xiàn)構件到場和安裝進度，實時顯示各階段構件到場數(shù)量。四、BIM應用效果總結1.項目實

17、際應用問題的應用效果總結(1)利用BIM技術對超大超長結構工程臨時運輸鋼棧道進行建模、方案布置模擬及方案比選，快速高效地解決了鋼棧道的結構設計、使用方式、位置選擇等技術難點，解決了深槽區(qū)無法用塔吊進行物料運輸?shù)碾y題，最終優(yōu)化設計、節(jié)約材料，降低投資費用，保證物料運輸?shù)母咝瓿伞?2)利用BIM技術對隔震支座進行建模，并對近20道施工工序進行模擬，更加直觀地檢驗工序設置的科學性和合理性，縮短技術交底的時間，保證施工工序統(tǒng)一性和施工質量。(3)在鋼結構工程中，利用BIM技術進行施工方案模擬，并將BIM技術與三維掃描、物聯(lián)網相結合，解決了鋼結構施工部署和技術方案的確定、物料加工情況地跟蹤及到場安裝進

18、度的實時檢查等技術難題，提高了鋼結構工程管控的精細化程度和管理效能。(4)利用BIM技術進行機電系統(tǒng)深化設計，并通過創(chuàng)建各類族文件，實現(xiàn)二次洞口標注自動生成，使二次結構洞口標注工作量減少80%以上;利用Revit軟件直接出圖，使出圖時間縮短70%以上;在正式施工前，發(fā)現(xiàn)機電專業(yè)圖紙問題及管線碰撞，現(xiàn)場等待技術問題解決的時間縮短60%以上;通過合理化管線排布，提高機電專業(yè)施工效率1015%。(5)利用BIM5D管理平臺，對項目的技術、進度、質量、安全進行管理，將管理信息傳遞效率提高1520%，決策效率提升10%以上;通過BIM5D平臺基于模型直接生成標準化物資提取單，打印后由物資人員直接簽字確認即可生效，減少物資人員手動填寫表格的工作量，物資提料所用時間減少1520%。(6)明確數(shù)據(jù)使用需求。在創(chuàng)建模型之前，首先明確模型數(shù)據(jù)使用需求，并根據(jù)需求建立模型創(chuàng)建標準，以保證模型一次創(chuàng)建完成而不進行二次修改或重建。(7)利用好Revit族文件。通過將各類洞口、標注、圖框和目錄制作成參數(shù)化的族，可以大大減少出圖的重復性操作和人為錯誤的發(fā)生，