BIM助力北京新机场应用案例

1、在2017这一年中，应用 HYPERLINK / t _blank BIM技术的工程项目比比皆是。但对于 HYPERLINK / t _blank BIM应用如何为项目提供价值、应该提供哪些价值?很多企业还处于摸索阶段。其中，中国建设行业施工BIM应用分析报告(2017)特别介绍了北京新机场航站区工程项目，下面就让我们一睹为快吧!一、项目概况1.项目基本信息北京新机场航站区工程项目，以航站楼为核心，由多个配套项目共同组成的大型建筑综合体。总建筑面积约143万平方米，属于国家重点工程。其中，航站楼及换乘中心核心区工程建筑面积约60万平方米，为现浇钢筋混凝土框架结构。结构超长超大，造型变化多样，施

2、工人员众多，对施工技术与管理的要求较高，需引进新技术协助项目施工。2.项目难点(1)东西最大跨度562m，南北最大跨度368m，结构超长超大，施工段多，这些因素可能会使施工部署及技术质量控制的风险增大。(2)上下混凝土结构被隔震系统分开，节点处理非常复杂，对制定技术方案和技术交底的细节把控提出挑战。(3)钢结构的竖向支撑柱形式多样，包括C型柱、筒柱、幕墙柱扥等，生根于不同楼层，不能同时安装，且需要与屋面钢网架结构连接，安装难度大。(4)屋面钢网架结构本身造型变化大，与竖向钢支撑C型柱相连，可能造成屋面钢网架结构及室内天花复杂多变，安装难度大。(5)机电系统复杂，机电设计施工图过程调整量大。在机

3、电工程深化设计过程中，所涉专业众多，各系统覆盖面广，交互点多，协同工作量大，可能会为项目施工过程中的协同工作留下隐患。(6)参与单位多、参与施工人员高峰期预计超过8000人，人员过多可能会造成现场施工管理混乱等问题出现。3.应用目标在本项目 HYPERLINK / t _blank BIM技术应用中，要实现两个目的，第一，解决项目本身管理过程中的问题;第二，验证和积累BIM应用方法，为后续的类似项目应用提供经验。在此之前，已经在多个房建项目上进行了BIM应用，对于房建项目的建模方法、建模标准、项目应用方法等，已经有一定的积累。这些积累成果是否都可以在机场项目上应用?机场项目的BIM应用还有哪些

4、特殊的要求?为了实现上述目的，本项目应用中确定了如下四个目标：(1)项目技术管理目标：根据项目特点进行施工部署和技术质量控制、制定技术方案和进行技术交底时注意项目中的难点细节、多造型钢结构的精准安装、项目协同管理及现场施工管理等问题。(2)BIM人才培养：建模人才、BIM5D平台应用人才。(3)BIM应用方法总结与验证：BIM建模标准的优化、项目部各管理岗利用BIM5D进行项目管理的方法总结。(4)新技术应用的探索：GNSS全球卫星定位系统、三维数字扫描、测量机器人及MetroIn三维测量系统、大跨度钢网架构件物流管理系统。二、BIM应用方案1.BIM应用内容针对以上项目难点和BIM应用目标，

5、本工程在项目管理、方案模拟、商务管理、动态管理、预制加工和深化设计等六大方面应用了 HYPERLINK / t _blank BIM技术。BIM应用内容(1)项目对包括劲性钢结构施工工艺、隔震支座施工工艺、临时钢栈道方案等技术难点进行BIM模拟。(2)通过应用BIM5D管理平台，基于BIM模型对项目进度、质量、安全、成本和物料进行精确、高效的管理。(3)通过将BIM技术与三维扫描技术、放样机器人、物联网等信息技术结合，提高工程信息化管理水平。2.BIM应用策划(1)在BIM实施前期，制定相关技术标准，包括BIM模型管理标准、BIM技术应用实施方案、土建模型标准指南、BIM建模工作流程、机电建模

6、标准指南、机电三维深化设计方案等。(2)模型创建及实施方案：本工程BIM建模和BIM实施采取项目部自施与BIM业务分包相结合的方式。主要的BIM业务分工按施工区域分为4块，即AL区、BL区、AR区、BR区，其中：AL区北京城建集团有限责任公司BIM中心BL区北京城建集团有限责任公司BIM中心AR区北京比目鱼工程咨询有限公司BR区CCDI悉地国际(3)人才培养方案：建模人才的培养方式为北京城建集团BIM中心和CCDI、比目鱼咨询等公司合作为主，模型应用的人才培养以广联达公司为主。(4)软件选取方案：(5)咨询服务方案：广联达协助项目部进行模型验收，并对原有的建模标准提出改进意见;现场实施服务，培

7、训项目部各相关岗位利用BIM5D进行现场管理。北京比目鱼工程咨询有限公司AR区全专业建模，并对原有的建模标准提出改进意见。CCDI悉地国际BR区全专业建模，并对原有的建模标准提出改进意见。3.BIM组织介绍(1)以项目经理为BIM应用主管领导，负责统筹协调项目BIM应用资源，确定BIM应用目标。(2)组建以BIM主管为核心的BIM团队，负责制定BIM总体实施方针。(3)北京城建集团有限责任公司BIM中心：AL区和BL区全专业建模及BIM应用实施。(4)北京比目鱼工程咨询有限公司：AR区全专业建模及BIM应用实施。(5)CCDI悉地国际：BR区专业建模及BIM应用实施。(6)广联达科技股份有限公

8、司：负责配合BIM模型的后期应用及BIM5D应用和培训。(7)所有进场的专业分包单位：配有专业BIM技术人员，负责配合总包单位的BIM实施。三、实施过程1.BIM应用准备(1)模型创建：模型创建的流程：建模标准交底-模型创建-模型验收-建模标准的调整。模型创建的内容： 基于BIM的建筑模型、结构模型、机电模型、钢网架屋盖模型、幕墙模型、地表模型、土方模型、边坡模型、桩基模型的创建。(2)Revit、Navisworks、Magicad、Fuzor、Lumion、BIM5D等专业应用软件的操作培训。2.BIM应用过程(1)BIM与技术管理的结合：1)模型的应用：利于地表模型、土方模型、边坡模型和

9、桩基模型，进行地质条件的模拟和分析、土方开挖工差算量、节点做法可视化交底对8275根桩基的精细化管理，将BIM模型作为技术交底动画制作和BIM管理平台应用的基础数据。2)创建洞口族文件及标注族文件：自动生成二次结构洞口及标注，大大减少了标注的工作量，并且避免由于人为失误导致的标注错误的发生，极大的提高了标注的准确性和统一性。3)劲性钢结构工艺做法模拟：由于本工程劲性钢结构具有体量大、分布广、种类多、结构复杂等特点，用钢量达1万余吨，与混凝土结构大直径钢筋连接错综复杂。在正式施工前，深化设计人员利用BIM技术，将所有劲性钢结构和钢筋进行放样模拟，在钢结构加工阶段，完成钢骨开孔和钢筋连接器焊接工作

10、。通过与结构设计师密切沟通，形成完善的深化设计方案指导现场施工。4)隔震支座施工工艺模拟：通过建立BIM模型，对隔震支座近20道工序进行施工模拟，增强技术交底的准确性和一致性，提高现场施工人员对施工节点的理解程度，缩短工序交底的时间。本工程建成后将成为世界上最大的单体隔震建筑，共计使用隔震橡胶支座1124套，如此超大面积超大规模使用超大直径隔震支座的工程，在国内外尚属首次。5)临时钢栈道施工方案模拟：本工程首次将钢栈道应用在超大平面的建筑工程中，以解决深槽区中间部位塔吊吊次不足的问题。在应用过程中，栈道的结构设计、使用方式、位置选择是钢栈道工程的难点，优化设计、节约材料是体现钢栈道经济性的关键

11、。在钢栈道的方案策划和设计过程中，充分利用BIM技术进行方案的比选，对钢栈道的生根形式、支撑体系、构件选择以及货运小车在运行中的受力情况，进行了详细的BIM模拟和验算。其中，方案模拟为最终决策起到了至关重要的作用。6)钢结构方案模拟：通过MST、XSTEEL、ANSYS、SAP、MIDAS、 HYPERLINK /print t _blank 3DMAX等专业软件建立空间模型，进行节点建模及有限元计算、结构整体变形计算和施工过程模拟。(2)BIM技术与现场管理的结合：现场管理采用BIM5D管理平台，BIM5D基于云平台共享，能够实现PC端、网页端、移动端协同应用。以BIM平台为核心，集成土建、

12、钢筋、机电、钢构、幕墙等全专业模型，并以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、成本、质量、安全、图纸、物料等信息。BIM模型可以直观快速地计算分析，为项目进度、成本管控、物料管理等方面提供数据支撑，协助管理人员进行有效决策和精细管理，从而达到项目无纸化办公、减少施工变更、缩短项目工期、控制项目成本、提升项目质量的目的。BIM5D管理平台通过REVIT模型的GFC接口导入算量软件，可以直接生成算量模型，避免重复建模，提高各专业算量效率。1)通过基于BIM模型的流水段管理：通过基于BIM模型的流水段管理，能够对现场施工进度、各类构件完成情况进行精确管理。流水段管理2)基于BIM的物料提取：将模型直

13、接导入到BIM5D平台，软件会根据操作者所选的条件，自动生成土建专业和机电专业的物资计划需求表，提交物资采购部门进行采购。基于BIM的物料提取3)进度及资金资源曲线分析：通过将BIM模型与进度计划相关联，可以直观地掌握工程进度情况，还可以利用BIM软件进行工程资金、资源曲线分析，实现对施工进度的精细化管理。4)质量安全管理：a.责任明确。质量安全问题可在BIM模型上直接定位，问题责任单位和整改期限清晰明确，为工程结算和奖惩决策提供了准确的记录数据。b.多媒体资料清晰直观。除可以输入文本信息外，该平台还支持手机拍照，将图片文件实时上传，更加直观地反应现场质量问题。c.移动端实时管理。通过移动端采

14、集信息，能够实时记录问题、下发和查看整改通知单、实时跟踪整改状态，有理有据方便追溯和复查质量问题。d.模型轻量化。通过先进的图形平台技术，将各专业软件创建的模型在BIM平台中转换成统一的数据格式，极大地提升了大模型显示及加载效率。5)桩基础专项应用：对桩基施工每区段、每个桩、每道工序进行进展监控，并通过数据平台进行多维度分析，包括总体进展、各区段进展、各工序、各队伍的进展分析。在模型平台中，“正常开始”、“延时开始”、“正常完成”、“延时完成”等状态均以不同的颜色显示，并附有实际和计划工程量对比图，能够快捷直观地展示各个部位的施工进展情况，实时掌握工程量变化情况。通过移动端平台，能够即时发布桩

15、基施工进展情况和施工偏差检查结果，第一时间通报偏差责任单位，并可对比计划与实际情况，以及工序完成情况，从而实现管理高效性和记录准确性。(2)BIM与其他新技术的结合：1)三维扫描与高精度测量设备的应用：本工程土方开挖量约270万立方米，通过对基坑进行三维数字扫描，将形成的点云文件，通过REALWORKS软件转换后，与创建的基坑模型进行比对校验，快速准确地发现土方开挖的差值，及时调整开挖工作，能够有效避免重复作业。在基础底板和结构施工阶段，引进GNSS全球卫星定位系统进行测量控制，并采用全站仪对基坑进行高精度测量。采用该项技术，仅用两人就完成了全场区的测量工作。2)三维扫描与放样机器人的结合应用

16、：首次采用基于测量机器人及MetroIn三维测量系统的精密空间放样测设技术，实现了大型复杂钢结构施工快速、准确的空间放样测设。3)大跨度钢网架构件物流管理系统：针对63450根屋盖钢结构杆件和12300个焊接球的管理，项目上研发了以BIM模型、数据库及二维码为核心的物流管理系统。将物联网技术与BIM模型结合，利用物联网技术实现了构件管控的高效化和精准化。此外，还研发了移动端手机APP，通过实时显示所有构件的状态信息，把控项目的实际进度，适时调整计划。手机APP还可记录生产全过程中各类影像资料，通过BIM模型清晰展现构件到场和安装进度，实时显示各阶段构件到场数量。四、BIM应用效果总结1.项目实

17、际应用问题的应用效果总结(1)利用BIM技术对超大超长结构工程临时运输钢栈道进行建模、方案布置模拟及方案比选，快速高效地解决了钢栈道的结构设计、使用方式、位置选择等技术难点，解决了深槽区无法用塔吊进行物料运输的难题，最终优化设计、节约材料，降低投资费用，保证物料运输的高效完成。(2)利用BIM技术对隔震支座进行建模，并对近20道施工工序进行模拟，更加直观地检验工序设置的科学性和合理性，缩短技术交底的时间，保证施工工序统一性和施工质量。(3)在钢结构工程中，利用BIM技术进行施工方案模拟，并将BIM技术与三维扫描、物联网相结合，解决了钢结构施工部署和技术方案的确定、物料加工情况地跟踪及到场安装进

18、度的实时检查等技术难题，提高了钢结构工程管控的精细化程度和管理效能。(4)利用BIM技术进行机电系统深化设计，并通过创建各类族文件，实现二次洞口标注自动生成，使二次结构洞口标注工作量减少80%以上;利用Revit软件直接出图，使出图时间缩短70%以上;在正式施工前，发现机电专业图纸问题及管线碰撞，现场等待技术问题解决的时间缩短60%以上;通过合理化管线排布，提高机电专业施工效率1015%。(5)利用BIM5D管理平台，对项目的技术、进度、质量、安全进行管理，将管理信息传递效率提高1520%，决策效率提升10%以上;通过BIM5D平台基于模型直接生成标准化物资提取单，打印后由物资人员直接签字确认即可生效，减少物资人员手动填写表格的工作量，物资提料所用时间减少1520%。(6)明确数据使用需求。在创建模型之前，首先明确模型数据使用需求，并根据需求建立模型创建标准，以保证模型一次创建完成而不进行二次修改或重建。(7)利用好Revit族文件。通过将各类洞口、标注、图框和目录制作成参数化的族，可以大大减少出图的重复性操作和人为错误的发生，