BIM助力北京新機(jī)場應(yīng)用案例

1、在2017這一年中，應(yīng)用 HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)的工程項目比比皆是。但對于 HYPERLINK / t _blank BIM應(yīng)用如何為項目提供價值、應(yīng)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(shè)行業(yè)施工BIM應(yīng)用分析報告(2017)特別介紹了北京新機(jī)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(jī)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?？偨ㄖ娣e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(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)超長超大，造型變化多樣，施

2、工人員眾多，對施工技術(shù)與管理的要求較高，需引進(jìn)新技術(shù)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(jié)構(gòu)超長超大，施工段多，這些因素可能會使施工部署及技術(shù)質(zhì)量控制的風(fēng)險增大。(2)上下混凝土結(jié)構(gòu)被隔震系統(tǒng)分開，節(jié)點處理非常復(fù)雜，對制定技術(shù)方案和技術(shù)交底的細(xì)節(jié)把控提出挑戰(zhàn)。(3)鋼結(jié)構(gòu)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(wǎng)架結(jié)構(gòu)連接，安裝難度大。(4)屋面鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(wǎng)架結(jié)構(gòu)及室內(nèi)天花復(fù)雜多變，安裝難度大。(5)機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜，機(jī)電設(shè)計施工圖過程調(diào)整量大。在機(jī)

3、電工程深化設(shè)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(yù)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(yīng)用目標(biāo)在本項目 HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)應(yīng)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(yīng)用方法，為后續(xù)的類似項目應(yīng)用提供經(jīng)驗。在此之前，已經(jīng)在多個房建項目上進(jìn)行了BIM應(yīng)用，對于房建項目的建模方法、建模標(biāo)準(zhǔn)、項目應(yīng)用方法等，已經(jīng)有一定的積累。這些積累成果是否都可以在機(jī)場項目上應(yīng)用?機(jī)場項目的BIM應(yīng)用還有哪些

4、特殊的要求?為了實現(xiàn)上述目的，本項目應(yīng)用中確定了如下四個目標(biāo)：(1)項目技術(shù)管理目標(biāo)：根據(jù)項目特點進(jìn)行施工部署和技術(shù)質(zhì)量控制、制定技術(shù)方案和進(jìn)行技術(shù)交底時注意項目中的難點細(xì)節(jié)、多造型鋼結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)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(yīng)用人才。(3)BIM應(yīng)用方法總結(jié)與驗證：BIM建模標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化、項目部各管理崗利用BIM5D進(jìn)行項目管理的方法總結(jié)。(4)新技術(shù)應(yīng)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(jī)器人及MetroIn三維測量系統(tǒng)、大跨度鋼網(wǎng)架構(gòu)件物流管理系統(tǒng)。二、BIM應(yīng)用方案1.BIM應(yīng)用內(nèi)容針對以上項目難點和BIM應(yīng)用目標(biāo)，

5、本工程在項目管理、方案模擬、商務(wù)管理、動態(tài)管理、預(yù)制加工和深化設(shè)計等六大方面應(yīng)用了 HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)。BIM應(yīng)用內(nèi)容(1)項目對包括勁性鋼結(jié)構(gòu)施工工藝、隔震支座施工工藝、臨時鋼棧道方案等技術(shù)難點進(jìn)行BIM模擬。(2)通過應(yīng)用BIM5D管理平臺，基于BIM模型對項目進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本和物料進(jìn)行精確、高效的管理。(3)通過將BIM技術(shù)與三維掃描技術(shù)、放樣機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)結(jié)合，提高工程信息化管理水平。2.BIM應(yīng)用策劃(1)在BIM實施前期，制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括BIM模型管理標(biāo)準(zhǔn)、BIM技術(shù)應(yīng)用實施方案、土建模型標(biāo)準(zhǔn)指南、BIM建模工作流程、機(jī)電建模

6、標(biāo)準(zhǔn)指南、機(jī)電三維深化設(shè)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(wù)分包相結(jié)合的方式。主要的BIM業(yè)務(wù)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(tuán)有限責(zé)任公司BIM中心BL區(qū)北京城建集團(tuán)有限責(zé)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(tuán)BIM中心和CCDI、比目魚咨詢等公司合作為主，模型應(yīng)用的人才培養(yǎng)以廣聯(lián)達(dá)公司為主。(4)軟件選取方案：(5)咨詢服務(wù)方案：廣聯(lián)達(dá)協(xié)助項目部進(jìn)行模型驗收，并對原有的建模標(biāo)準(zhǔn)提出改進(jìn)意見;現(xiàn)場實施服務(wù)，培

7、訓(xùn)項目部各相關(guān)崗位利用BIM5D進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)提出改進(jìn)意見。CCDI悉地國際BR區(qū)全專業(yè)建模，并對原有的建模標(biāo)準(zhǔn)提出改進(jìn)意見。3.BIM組織介紹(1)以項目經(jīng)理為BIM應(yīng)用主管領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)項目BIM應(yīng)用資源，確定BIM應(yīng)用目標(biāo)。(2)組建以BIM主管為核心的BIM團(tuán)隊，負(fù)責(zé)制定BIM總體實施方針。(3)北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司BIM中心：AL區(qū)和BL區(qū)全專業(yè)建模及BIM應(yīng)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(yīng)用實施。(5)CCDI悉地國際：BR區(qū)專業(yè)建模及BIM應(yīng)用實施。(6)廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公

8、司：負(fù)責(zé)配合BIM模型的后期應(yīng)用及BIM5D應(yīng)用和培訓(xùn)。(7)所有進(jìn)場的專業(yè)分包單位：配有專業(yè)BIM技術(shù)人員，負(fù)責(zé)配合總包單位的BIM實施。三、實施過程1.BIM應(yīng)用準(zhǔn)備(1)模型創(chuàng)建：模型創(chuàng)建的流程：建模標(biāo)準(zhǔn)交底-模型創(chuàng)建-模型驗收-建模標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整。模型創(chuàng)建的內(nèi)容： 基于BIM的建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、機(jī)電模型、鋼網(wǎng)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(yīng)用軟件的操作培訓(xùn)。2.BIM應(yīng)用過程(1)BIM與技術(shù)管理的結(jié)合：1)模型的應(yīng)用：利于地表模型、土方模型、邊坡模型和

9、樁基模型，進(jìn)行地質(zhì)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(xì)化管理，將BIM模型作為技術(shù)交底動畫制作和BIM管理平臺應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2)創(chuàng)建洞口族文件及標(biāo)注族文件：自動生成二次結(jié)構(gòu)洞口及標(biāo)注，大大減少了標(biāo)注的工作量，并且避免由于人為失誤導(dǎo)致的標(biāo)注錯誤的發(fā)生，極大的提高了標(biāo)注的準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性。3)勁性鋼結(jié)構(gòu)工藝做法模擬：由于本工程勁性鋼結(jié)構(gòu)具有體量大、分布廣、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，用鋼量達(dá)1萬余噸，與混凝土結(jié)構(gòu)大直徑鋼筋連接錯綜復(fù)雜。在正式施工前，深化設(shè)計人員利用BIM技術(shù)，將所有勁性鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋進(jìn)行放樣模擬，在鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計師密切溝通，形成完善的深化設(shè)計方案指導(dǎo)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(jìn)行施工模擬，增強(qiáng)技術(shù)交底的準(zhǔn)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(nèi)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(yīng)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(yīng)用過程中，棧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用方式、位置選擇是鋼棧道工程的難點，優(yōu)化設(shè)計、節(jié)約材料是體現(xiàn)鋼棧道經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵

11、。在鋼棧道的方案策劃和設(shè)計過程中，充分利用BIM技術(shù)進(jìn)行方案的比選，對鋼棧道的生根形式、支撐體系、構(gòu)件選擇以及貨運小車在運行中的受力情況，進(jìn)行了詳細(xì)的BIM模擬和驗算。其中，方案模擬為最終決策起到了至關(guān)重要的作用。6)鋼結(jié)構(gòu)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(jìn)行節(jié)點建模及有限元計算、結(jié)構(gòu)整體變形計算和施工過程模擬。(2)BIM技術(shù)與現(xiàn)場管理的結(jié)合：現(xiàn)場管理采用BIM5D管理平臺，BIM5D基于云平臺共享，能夠?qū)崿F(xiàn)PC端、網(wǎng)頁端、移動端協(xié)同應(yīng)用。以BIM平臺為核心，集成土建、

12、鋼筋、機(jī)電、鋼構(gòu)、幕墻等全專業(yè)模型，并以集成模型為載體，關(guān)聯(lián)施工過程中的進(jìn)度、成本、質(zhì)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(jìn)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(jìn)行有效決策和精細(xì)管理，從而達(dá)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(zhì)量的目的。BIM5D管理平臺通過REVIT模型的GFC接口導(dǎo)入算量軟件，可以直接生成算量模型，避免重復(fù)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?qū)ΜF(xiàn)場施工進(jìn)度、各類構(gòu)件完成情況進(jìn)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(dǎo)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(jī)電專業(yè)的物資計劃需求表，提交物資采購部門進(jìn)行采購?；贐IM的物料提取3)進(jìn)度及資金資源曲線分析：通過將BIM模型與進(jìn)度計劃相關(guān)聯(lián)，可以直觀地掌握工程進(jìn)度情況，還可以利用BIM軟件進(jìn)行工程資金、資源曲線分析，實現(xiàn)對施工進(jìn)度的精細(xì)化管理。4)質(zhì)量安全管理：a.責(zé)任明確。質(zhì)量安全問題可在BIM模型上直接定位，問題責(zé)任單位和整改期限清晰明確，為工程結(jié)算和獎懲決策提供了準(zhǔn)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(jī)拍照，將圖片文件實時上傳，更加直觀地反應(yīng)現(xiàn)場質(zhì)量問題。c.移動端實時管理。通過移動端采

14、集信息，能夠?qū)崟r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(fù)查質(zhì)量問題。d.模型輕量化。通過先進(jìn)的圖形平臺技術(shù)，將各專業(yè)軟件創(chuàng)建的模型在BIM平臺中轉(zhuǎn)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(chǔ)專項應(yīng)用：對樁基施工每區(qū)段、每個樁、每道工序進(jìn)行進(jìn)展監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行多維度分析，包括總體進(jìn)展、各區(qū)段進(jìn)展、各工序、各隊伍的進(jìn)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(jìn)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(jìn)展情況和施工偏差檢查結(jié)果，第一時間通報偏差責(zé)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(zhǔn)確性。(2)BIM與其他新技術(shù)的結(jié)合：1)三維掃描與高精度測量設(shè)備的應(yīng)用：本工程土方開挖量約270萬立方米，通過對基坑進(jìn)行三維數(shù)字掃描，將形成的點云文件，通過REALWORKS軟件轉(zhuǎn)換后，與創(chuàng)建的基坑模型進(jìn)行比對校驗，快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)土方開挖的差值，及時調(diào)整開挖工作，能夠有效避免重復(fù)作業(yè)。在基礎(chǔ)底板和結(jié)構(gòu)施工階段，引進(jìn)GNSS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行測量控制，并采用全站儀對基坑進(jìn)行高精度測量。采用該項技術(shù)，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(jī)器人的結(jié)合應(yīng)用

16、：首次采用基于測量機(jī)器人及MetroIn三維測量系統(tǒng)的精密空間放樣測設(shè)技術(shù)，實現(xiàn)了大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工快速、準(zhǔn)確的空間放樣測設(shè)。3)大跨度鋼網(wǎng)架構(gòu)件物流管理系統(tǒng)：針對63450根屋蓋鋼結(jié)構(gòu)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(wǎng)技術(shù)與BIM模型結(jié)合，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了構(gòu)件管控的高效化和精準(zhǔn)化。此外，還研發(fā)了移動端手機(jī)APP，通過實時顯示所有構(gòu)件的狀態(tài)信息，把控項目的實際進(jìn)度，適時調(diào)整計劃。手機(jī)APP還可記錄生產(chǎn)全過程中各類影像資料，通過BIM模型清晰展現(xiàn)構(gòu)件到場和安裝進(jìn)度，實時顯示各階段構(gòu)件到場數(shù)量。四、BIM應(yīng)用效果總結(jié)1.項目實

17、際應(yīng)用問題的應(yīng)用效果總結(jié)(1)利用BIM技術(shù)對超大超長結(jié)構(gòu)工程臨時運輸鋼棧道進(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計、使用方式、位置選擇等技術(shù)難點，解決了深槽區(qū)無法用塔吊進(jìn)行物料運輸?shù)碾y題，最終優(yōu)化設(shè)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(shù)對隔震支座進(jìn)行建模，并對近20道施工工序進(jìn)行模擬，更加直觀地檢驗工序設(shè)置的科學(xué)性和合理性，縮短技術(shù)交底的時間，保證施工工序統(tǒng)一性和施工質(zhì)量。(3)在鋼結(jié)構(gòu)工程中，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工方案模擬，并將BIM技術(shù)與三維掃描、物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，解決了鋼結(jié)構(gòu)施工部署和技術(shù)方案的確定、物料加工情況地跟蹤及到場安裝進(jìn)

18、度的實時檢查等技術(shù)難題，提高了鋼結(jié)構(gòu)工程管控的精細(xì)化程度和管理效能。(4)利用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)深化設(shè)計，并通過創(chuàng)建各類族文件，實現(xiàn)二次洞口標(biāo)注自動生成，使二次結(jié)構(gòu)洞口標(biāo)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(jī)電專業(yè)圖紙問題及管線碰撞，現(xiàn)場等待技術(shù)問題解決的時間縮短60%以上;通過合理化管線排布，提高機(jī)電專業(yè)施工效率1015%。(5)利用BIM5D管理平臺，對項目的技術(shù)、進(jìn)度、質(zhì)量、安全進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化物資提取單，打印后由物資人員直接簽字確認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)，以保證模型一次創(chuàng)建完成而不進(jìn)行二次修改或重建。(7)利用好Revit族文件。通過將各類洞口、標(biāo)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(fù)性操作和人為錯誤的發(fā)生，