范大鵬 楊平

BIM技術(shù)在蘭州西站項(xiàng)目的研究與應(yīng)用

范大鵬 楊平

摘 要：以BIM技術(shù)結(jié)合寶蘭客運(yùn)專線蘭州西站項(xiàng)目為依托，重點(diǎn)介紹BIM技術(shù)在施工總承包項(xiàng)目中的研究與實(shí)際應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：BIM；模擬；碰撞檢測(cè)；復(fù)雜節(jié)點(diǎn)

1 工程概況

蘭州西站項(xiàng)目工程站房主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)夾層+鋼結(jié)構(gòu)屋蓋，屋蓋主結(jié)構(gòu)采用正交空間管桁架結(jié)構(gòu)體系；機(jī)電安裝專業(yè)繁多，包括多路電源供電、照明、氣體滅火、消防水、給水、中水處理、虹吸雨水、消防自動(dòng)報(bào)警、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、通信、公眾信息、建筑設(shè)備監(jiān)控、能源管理、建筑設(shè)備集成、漏電報(bào)警、綜合布線等20多個(gè)系統(tǒng)。

蘭州西站作為中國(guó)鐵路總公司BIM試點(diǎn)工程，意義重大，為今后BIM技術(shù)在鐵路系統(tǒng)的開(kāi)展做鋪墊。

2 BIM技術(shù)研究與應(yīng)用

2.1 模型準(zhǔn)備

蘭州西站模型是由同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院技術(shù)發(fā)展部（簡(jiǎn)稱同濟(jì)院）負(fù)責(zé)建立，在2013年5月31日完成建模。由于設(shè)計(jì)圖紙的更新，蘭州西站三維模型也進(jìn)行了模型的深化。由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)定性模型的精度為L(zhǎng)OD300，在同濟(jì)院提供的模型基礎(chǔ)上，對(duì)蘭州西站進(jìn)行4D模擬施工、管線綜合運(yùn)用、復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)模擬和三維渲染。蘭州西站項(xiàng)目全景模型見(jiàn)圖1。

2.2 管線綜合運(yùn)用

與傳統(tǒng)的施工軟件相比，BIM能更好地協(xié)同各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)，進(jìn)行綜合檢測(cè)和觀察。利用BIM技術(shù)的三維可視化，對(duì)模型進(jìn)行輕量化轉(zhuǎn)變，結(jié)合Navisworks軟件在施工前期進(jìn)行碰撞檢測(cè)，生成碰撞報(bào)告文件，直觀解決空間關(guān)系沖突，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少施工中可能存在的窩工和返工情況，優(yōu)化空間和管線排布方案。問(wèn)題被優(yōu)先反饋到設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)院根據(jù)碰撞報(bào)告文件進(jìn)行施工圖紙的優(yōu)化和修改，以滿足施工要求并指導(dǎo)施工。通過(guò)管線綜合合理布置，協(xié)同機(jī)電與土建、結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的信息交互，確定管線和預(yù)留洞的精確定位，避免二次開(kāi)洞及堵洞，優(yōu)化管線，提高機(jī)電安裝的效率，確保機(jī)電安裝的順利進(jìn)行（見(jiàn)圖2）。

2.3 后期運(yùn)維管理

本工程在施工過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，局部深化建模與現(xiàn)實(shí)建筑相符。在此基礎(chǔ)上，將BIM技術(shù)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)相結(jié)合形成一個(gè)快速共享的管理平臺(tái)，可輕易查詢到每個(gè)房間的信息、功能、面積及商業(yè)租戶信息的變更。通過(guò)賦予各個(gè)系統(tǒng)的空間位置信息，把二維轉(zhuǎn)換成三維圖形位置，更直觀形象地觀察各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，提前發(fā)現(xiàn)故障，便于查找（見(jiàn)圖3）。將獨(dú)立運(yùn)行操作的設(shè)備數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)上，及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。通過(guò)大量的數(shù)據(jù)來(lái)分析在運(yùn)維過(guò)程當(dāng)中存在的問(wèn)題和隱患，并優(yōu)化和完善現(xiàn)行管理，達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

圖1 蘭州西站項(xiàng)目全景模型

圖2 管線綜合運(yùn)用

2.4 模擬施工與指導(dǎo)施工

蘭州西站在結(jié)構(gòu)施工階段通過(guò)疊加時(shí)間軸方式，進(jìn)行進(jìn)度三維模擬施工（見(jiàn)圖4）。運(yùn)用三維空間直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比，使管理人員在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，利用BIM技術(shù)在各個(gè)專業(yè)之間的信息交互，進(jìn)行方案的合理優(yōu)化修改，減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、返工和整改，確保工期的順利進(jìn)行，提前完成施工任務(wù)。

2.5 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

將9．45m復(fù)雜勁性梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化建模，表達(dá)出每一根鋼筋、套筒的真實(shí)性，在模型達(dá)到精度要求后，通過(guò)對(duì)復(fù)雜勁性節(jié)點(diǎn)的施工工藝模擬，與施工隊(duì)伍和技術(shù)人員進(jìn)行三維可視化模型的技術(shù)交底，發(fā)現(xiàn)套筒連接對(duì)鋼筋下料要求高、焊接部位質(zhì)量精度高等問(wèn)題（見(jiàn)圖5—圖8）。利用BIM技術(shù)進(jìn)行方案的修改、圖紙的深化，不僅節(jié)約施工時(shí)間，還確保施工質(zhì)量。

圖3 運(yùn)維管理

圖4 蘭州西站模擬施工

圖5 吊裝鋼柱

圖6 安裝主梁梁面縱筋

圖7 穿腰筋

圖8 最終成型

2.6 應(yīng)用效果

蘭州西站采用大量的鋼結(jié)構(gòu)施工，鋼結(jié)構(gòu)體量大，結(jié)構(gòu)形式多，同時(shí)與土建、機(jī)電等專業(yè)配合工作量大。如何避免在協(xié)同工作中防止碰撞等問(wèn)題，提高施工效率就成了一個(gè)難點(diǎn)。通過(guò)BIM技術(shù)的模擬施工對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的規(guī)劃和吊裝工藝的模擬，采用疊加時(shí)間軸的方式進(jìn)行可視化的動(dòng)態(tài)模擬，直觀快速地觀察吊裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的吊裝方案進(jìn)行修改，提前采取解決措施，減少返工等問(wèn)題，提高吊裝的效率，為管理者提供可靠的數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖9）。

圖9 鋼結(jié)構(gòu)模擬施工

3 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目信息的數(shù)字化表達(dá)，在建筑業(yè)中的直接應(yīng)用，代表信息技術(shù)在我國(guó)建筑業(yè)中應(yīng)用的新方向。BIM技術(shù)涉及到建筑全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)營(yíng)單位通過(guò)對(duì)模型的查看和分析，可以了解到整個(gè)建筑的運(yùn)行情況，有針對(duì)性地進(jìn)行檢修和維護(hù)，只有貫穿整個(gè)施工過(guò)程和后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)才能實(shí)現(xiàn)價(jià)值。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，綜合利用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)的技術(shù)會(huì)越來(lái)越成熟和完善，只有不斷地探索和實(shí)踐才能盡快走出一條新的發(fā)展之路。

范大鵬：中鐵建工集團(tuán)有限公司北京分公司，工程師，北京，100010

楊 平：中鐵建工集團(tuán)有限公司北京分公司，助理工程師，北京，100010

責(zé)任編輯 苑曉蒙

中圖分類號(hào)：U215.1；TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-061X（2015）05-0067-03