珠海歌劇院項(xiàng)目施工管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用

1、珠海歌劇院項(xiàng)目施工管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用大綱BIM技術(shù)應(yīng)用原因剖析項(xiàng)目簡(jiǎn)介及BIM技術(shù)應(yīng)用概況BIM技術(shù)解決方案介紹分析及總結(jié)項(xiàng)目簡(jiǎn)介及BIM技術(shù)應(yīng)用概況工程建設(shè)概況 珠海歌劇院位于珠海香洲東部距大陸約350米的野貍島，現(xiàn)以海燕橋與市區(qū)相連。島北東向，南望珠海漁女，直線距離約1300米，西面至西北面為香洲港，北面為寬約250米的航道，東望香港的大嶼山?？偨ㄖ娣e5.9萬平方米，其中歌劇院主體建筑面積為4.85萬平方米，配套建筑面積1.05萬平方米。組織架構(gòu)及軟件應(yīng)用 BIM技術(shù)應(yīng)用組織框架圖2.1 項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用組織架構(gòu) 針對(duì)項(xiàng)目的特殊性、復(fù)雜性成立了項(xiàng)目BIM工作站。從工作站至施工管理人

2、員以及勞務(wù)人員，層層進(jìn)行重點(diǎn)及難點(diǎn)技術(shù)交底，從而達(dá)到過程實(shí)施、過程質(zhì)量管控的目的。 2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用軟件類型及信息傳遞流程 珠海歌劇院項(xiàng)目建筑信息模型的應(yīng)用軟件有Revit建模軟件、Rhino犀牛建模軟件、 Tekla鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件、 Tfas機(jī)電專業(yè)深化設(shè)計(jì)軟件、 Navisworks軟件。通過Revit軟件為媒介與各專業(yè)模型結(jié)合，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。組織架構(gòu)及軟件應(yīng)用 2.3 BIM的建模標(biāo)準(zhǔn)及流程 項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)共計(jì)5位BIM工程師用時(shí)30天完成了本項(xiàng)目建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)、機(jī)電專業(yè)、幕墻專業(yè)、精裝修專業(yè)BIM模型的創(chuàng)建。組織架構(gòu)及軟件應(yīng)用BIM技術(shù)應(yīng)用原因剖析（1）混凝土

3、結(jié)構(gòu)工程觀眾廳柱梁結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)圖主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況弧形柱500550mm頂部弧形環(huán)梁300800mm，標(biāo)高+26.900m頂部斜梁，標(biāo)高+25.400m弧形環(huán)梁350500mm 本項(xiàng)目北側(cè)舞臺(tái)外輪廓和南側(cè)觀眾廳外輪廓（大貝殼）、多功能廳后舞臺(tái)輪廓設(shè)計(jì)為弧形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，具有施工難度大、測(cè)量放線定位難、腳手架搭設(shè)難度大等特點(diǎn)。 大劇場(chǎng)貝殼36榀徑向桁架呈扇形布置，與環(huán)向彎扭桿件交叉形成約7mX5m的四邊形網(wǎng)格，分段位置主要集中在+14.00m，+30.00m，+46.00m，+61.00m，+77.00m這5組標(biāo)高附近。桁架逐層吊裝時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)位置均在不斷變化，而且整個(gè)吊裝過程結(jié)構(gòu)形變情況

4、非常復(fù)雜，桁架分段長度約為621m，最重分段約15.5t。大貝殼桁架整體分段示意圖（2） 鋼結(jié)構(gòu)工程主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況 小劇場(chǎng)貝殼同樣有36榀徑向桁架，呈扇形布置，與環(huán)向彎扭桿件交叉形成約4mX3m的四邊形網(wǎng)格。分段位置主要集中在5.5m，19.3m，36.7m這3組標(biāo)高附近。桁架分段長度約為620m，最重分段約7.6t。貝殼桁架整體分段示意圖（2） 鋼結(jié)構(gòu)工程主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況 觀眾廳弧形柱內(nèi)置H20015068弧形鋼骨，觀眾廳26.9m標(biāo)高處鋼桁架屋蓋有9榀次桁架，每榀約11.5t，2榀主桁架每榀約41t。主舞臺(tái)39.8m標(biāo)高處鋼桁架屋蓋有9榀主桁架，每榀約21t。具有吊裝難度大、

5、與復(fù)雜土建專業(yè)交叉施工工序無法合理安排等特點(diǎn)。觀眾廳弧形柱觀眾廳屋蓋舞臺(tái)廳屋蓋大貝殼歌劇院屋面鋼結(jié)構(gòu)（2）鋼結(jié)構(gòu)工程主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況（3） 幕墻工程 幕墻范圍包括大小貝殼外立面穿孔鋁板、貝殼外側(cè)玻璃幕墻及貝扇間玻璃隔斷、貝扇間的漸開線采光頂（含下部的鋁板遮陽）、貝扇內(nèi)側(cè)于漸開線采光頂上部的梭形穿孔鋁板遮陽百葉、大小貝殼間的玻璃連廊。珠海歌劇院項(xiàng)目幕墻工程BIM模型屋面采光頂二屋面采光頂三立面玻璃幕墻屋面采光頂一玻璃外設(shè)穿孔鋁板幕墻小單元石材幕墻主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況 本工程機(jī)電安裝涉及專業(yè)較多，主要包括：給排水、消防、暖通、電氣等。由于結(jié)構(gòu)異形多變，存在各專業(yè)管線綜合平衡及協(xié)調(diào)困難、機(jī)電

6、設(shè)備安裝困難等問題。（4） 機(jī)電工程主要重點(diǎn)、難點(diǎn)工程概況BIM技術(shù)解決方案介紹1. 圖紙審核與深化設(shè)計(jì)（使用Revit軟件） 使用原因:一般的三維建模軟件無法錄入構(gòu)件信息參數(shù)(重量信息、規(guī)格尺寸等），Revit軟件可通過設(shè)計(jì)方提供的CAD圖紙快速建模，在建模過程中對(duì)結(jié)構(gòu)施工圖紙進(jìn)行審核及深化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建完成后借助Revit軟件平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行碰撞測(cè)試和調(diào)整，從而解決圖紙深化過程中的問題，提高深化圖紙的質(zhì)量，減少由于施工圖紙問題造成的返工現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量管控過程的預(yù)先控制。歌劇院觀眾廳Revit結(jié)構(gòu)模型150mm厚弧形墻26.9m桁架BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇2. 對(duì)異形結(jié)構(gòu)直接指導(dǎo)施

7、工（使用犀牛軟件） 使用原因:對(duì)于異形結(jié)構(gòu)犀牛軟件較一般三維軟件更加精確，異形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙均由犀牛軟件導(dǎo)出。本工程的弧形墻結(jié)構(gòu)變曲率較大，較常規(guī)施工方法難度大幅度增加。考慮到結(jié)構(gòu)施工的復(fù)雜性及精確性，故使用犀牛軟件建模指導(dǎo)施工。且犀牛軟件可實(shí)現(xiàn)弧形墻任一平面、立面坐標(biāo)提取。歌劇院觀眾廳犀牛結(jié)構(gòu)模型BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇觀眾廳弧形主模板結(jié)構(gòu)分布圖2. 對(duì)異形結(jié)構(gòu)直接指導(dǎo)施工（使用犀牛軟件） 本工程根據(jù)施工方案利用犀牛軟件插完成所需結(jié)構(gòu)平面圖的坐標(biāo)提取，得出坐標(biāo)對(duì)弧形墻進(jìn)行定位和復(fù)合。解決了變曲率較大的弧形墻的放線定位，為不規(guī)則模板提供了加工依據(jù)。BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇觀眾廳犀牛模型生

8、成坐標(biāo)犀牛軟件導(dǎo)出觀眾廳結(jié)構(gòu)坐標(biāo)解決方法一：利用犀牛插件Grasshopper自動(dòng)生成坐標(biāo)BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇解決方法二：利用犀牛模型導(dǎo)出CAD平面圖（任意標(biāo)高） 觀眾廳犀牛模型立面圖觀眾廳切割犀牛模型導(dǎo)出CAD平面圖BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇Revit結(jié)構(gòu)模型模擬施工樣板生成的CAD二維施工圖現(xiàn)場(chǎng)制作施工樣板3. 結(jié)構(gòu)專業(yè)施工組織設(shè)計(jì)及方案論證 通過切割Revit模型導(dǎo)出CAD二維平面施工圖，提供樣板施工的放線定位依據(jù)，提前了解施工難點(diǎn)，控制施工質(zhì)量。BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇4. 弧形柱鋼筋、型鋼節(jié)點(diǎn)三維可視化技術(shù)交底 通過Revit軟件設(shè)計(jì)各復(fù)雜節(jié)點(diǎn)三維模型，對(duì)工程技術(shù)人員進(jìn)

9、行三維可視化技術(shù)交底。弧形柱與鋼梁交叉節(jié)點(diǎn)鋼筋排布BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇5. 物料跟蹤、工程量統(tǒng)計(jì) 常規(guī)計(jì)價(jià)軟件無法實(shí)現(xiàn)異型工程弧形墻部位混凝土工程量統(tǒng)計(jì)，故本工程采用Revit建模對(duì)所需部位進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)。大劇院后舞臺(tái)弧形墻Revit結(jié)構(gòu)模型及明細(xì)表 常規(guī)計(jì)價(jià)軟件無法繪制弧形墻及弧形鋼筋BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇6. 4D施工進(jìn)度計(jì)劃模擬 利用Navisworks軟件進(jìn)行工期模擬，使異形、不規(guī)則等結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度形象展示，協(xié)助項(xiàng)目合理排布工期。BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇 將結(jié)構(gòu)專業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)圖紙深化的問題?；⌒位炷亮号c貝殼預(yù)埋件發(fā)生錯(cuò)位貝殼埋件的錨筋與弧

10、形梁鋼筋發(fā)生錯(cuò)位1. 優(yōu)化施工方案土建與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)碰撞檢測(cè)BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇鋼柱與混凝土柱發(fā)生錯(cuò)位2. 優(yōu)化施工方案土建與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)碰撞檢測(cè)碰撞節(jié)點(diǎn)問題BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇3. 鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)深化設(shè)計(jì)并出具下料圖 利用BIM技術(shù)可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)繪制符合加工精度的所有深化詳圖（包括節(jié)點(diǎn)加工圖、桿件加工圖、節(jié)點(diǎn)與各彎扭桿件下料圖、節(jié)點(diǎn)與各彎扭桿件成型圖、節(jié)點(diǎn)的胎架定位坐標(biāo)表、現(xiàn)場(chǎng)安裝定位坐標(biāo)表、節(jié)點(diǎn)材料表等等）。觀眾廳弧形鋼骨3D加工圖桿件加工圖BIM技術(shù)解決方案介紹結(jié)構(gòu)篇現(xiàn)場(chǎng)施工坐標(biāo)定位 貝殼結(jié)構(gòu)采用空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)體系，安裝構(gòu)件均為異型雙曲構(gòu)件。因犀牛軟件精確性極高，故依據(jù)該模型

11、對(duì)貝殼進(jìn)行分段處理，利用其插件Grasshopper完成貝殼坐標(biāo)提取，解決了貝殼鋼構(gòu)的放線定位難題。BIM技術(shù)解決方案介紹鋼結(jié)構(gòu)篇大劇院坐標(biāo)提取犀牛模型圖5. 工程量統(tǒng)計(jì) 本工程使用Tekla軟件建立了鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的完整模型，通過該模型導(dǎo)出的材料報(bào)告可得出所需材料的工程量信息，形成數(shù)據(jù)表后再進(jìn)行龍骨下料、構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)核對(duì)及工程量結(jié)算等。Tekla鋼結(jié)構(gòu)模型直接生成下料單圖23鋼結(jié)構(gòu)材料明細(xì)表BIM技術(shù)解決方案介紹鋼結(jié)構(gòu)篇6. 施工組織模擬及方案論證 通過BIM模型的建立，使整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程在計(jì)算機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)施工過程全生命周期的模擬，使鋼結(jié)構(gòu)施工與土建專業(yè)交叉施工工序得到合理的安排。胎架BIM模型約51m

12、高胎架模型-15.1m標(biāo)高結(jié)構(gòu)底板BIM技術(shù)解決方案介紹鋼結(jié)構(gòu)篇1. 幕墻專業(yè)深化設(shè)計(jì)并輔助加工 本工程幕墻結(jié)構(gòu)均為雙曲面造型，利用幕墻表皮BIM模型，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)進(jìn)行深化建模，修改得到幕墻表皮深化設(shè)計(jì)的BIM模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行幕墻分格并進(jìn)行藍(lán)圖深化。按照設(shè)計(jì)方確認(rèn)的施工藍(lán)圖進(jìn)行龍骨布置以及面板的優(yōu)化劃分。BIM技術(shù)解決方案介紹幕墻篇大劇院采光頂犀牛模型2. 現(xiàn)場(chǎng)施工坐標(biāo)定位 本工程小貝殼幕墻外表皮分格網(wǎng)，最小標(biāo)準(zhǔn)分格為300 x1600，最大標(biāo)準(zhǔn)分格為1100 x4000；大貝殼幕墻外表皮分格網(wǎng)，最小標(biāo)準(zhǔn)分格為500 x2700，最大標(biāo)準(zhǔn)分格為1600 x6800。放線定位是通

13、過在幕墻深化模型中找到需要的表皮及桿件定位點(diǎn)，通過坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，得到現(xiàn)場(chǎng)施工坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)，并通過全站儀實(shí)現(xiàn)幕墻龍骨及表皮的施工定位。BIM技術(shù)解決方案介紹幕墻篇小劇院貝殼分格網(wǎng)犀牛模型圖現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)貝殼視頻1. 機(jī)電專業(yè)深化設(shè)計(jì) 本工程針對(duì)如制冷機(jī)房、首層精裝修區(qū)域、地下室管線密集區(qū)域等重點(diǎn)部位依據(jù)實(shí)際情況建立完整的全專業(yè)BIM模型。進(jìn)行了機(jī)電專業(yè)圖紙的二次深化設(shè)計(jì)，并對(duì)工程技術(shù)人員進(jìn)行三維可視化技術(shù)交底，提高了施工質(zhì)量及施工效率。管線綜合排布BIM技術(shù)解決方案介紹機(jī)電篇 深化設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行碰撞檢測(cè)，發(fā)生碰撞的部位會(huì)保留碰撞記錄，最后可生成碰撞檢測(cè)清單，提前發(fā)現(xiàn)并解決圖紙問題。結(jié)構(gòu)專業(yè)與機(jī)電

14、專業(yè)發(fā)生碰撞機(jī)電專業(yè)內(nèi)部發(fā)生碰撞2. 優(yōu)化施工方案機(jī)電專業(yè)碰撞檢測(cè)BIM技術(shù)解決方案介紹機(jī)電篇1. 建筑BIM動(dòng)畫展示BIM技術(shù)解決方案介紹裝飾篇分析及總結(jié)分析及總結(jié) 1）BIM建模過程，對(duì)各專業(yè)圖紙進(jìn)行詳細(xì)審圖并完成二次深化。 經(jīng)驗(yàn)：在模型建立過程中，將CAD圖紙問題、三維模型截圖匯總，形成對(duì)比，可讓參建各方直觀了解圖紙問題，便于交流。 2）三維模型展現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)外形，便于施工作業(yè)人員加深對(duì)施工圖紙的理解。 經(jīng)驗(yàn)：通過各專業(yè)模型展示使參建人員熟悉項(xiàng)目結(jié)構(gòu)及各專業(yè)之間的位置關(guān)系。 3）在精確建模的基礎(chǔ)上可得出混凝土、鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)的工程量。 經(jīng)驗(yàn)：Revit軟件在精確建?；A(chǔ)上可對(duì)混凝土、鋼筋工程

15、量進(jìn)行預(yù)估；鋼結(jié)構(gòu)使用Tekla軟件，可進(jìn)行構(gòu)件統(tǒng)計(jì)及工程量精確統(tǒng)計(jì)。 4）復(fù)雜節(jié)點(diǎn)繪制，可以指導(dǎo)施工方案編制，使參施人員了解復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工難點(diǎn)。 經(jīng)驗(yàn)：BIM模型建立完成后，一般綜合性異形（含混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力、鋼筋等）復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，需重新建立模型，需花費(fèi)較長時(shí)間。 5）各專業(yè)模型碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題，協(xié)調(diào)施工工序 經(jīng)驗(yàn)：各專業(yè)模型以Revit軟件為平臺(tái)，進(jìn)行模型整合。 6）利用BIM模型的數(shù)字化及參數(shù)化解決異形結(jié)構(gòu)測(cè)量定位難題 經(jīng)驗(yàn)：異形結(jié)構(gòu)放線定位及指導(dǎo)施工一般使用Rhino犀牛建模軟件，因其精確度較高。Revit模型在異形結(jié)構(gòu)中因使用設(shè)計(jì)方提供的CAD圖紙建模存在一定誤差，故指導(dǎo)施工也存在誤差。 7）Navisworks完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工模擬，展現(xiàn)施工節(jié)點(diǎn)，協(xié)助項(xiàng)目安排工期 經(jīng)驗(yàn)：項(xiàng)目使用Revit建模型時(shí)需考慮是否進(jìn)行施工模擬，如需施工模擬則需分標(biāo)高、分部位建立模型。如異形復(fù)雜、不規(guī)則標(biāo)高結(jié)構(gòu)，避免修改或二次建