BIM技术在西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程施工管理中的应用

西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程BIM技术在西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程施工管理中的应用中铁二十局集团第六工程有限公司2014年8月10日西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程目录一、成果概况..................................................................................................................................1二、空港项目BIM技术应用介绍..................................................................................................8三、BIM效益分析.........................................................................................................................35四、BIM技术所需软硬件及需要改进的功能.............................................................................36五、BIM技术应用经验总结.........................................................................................................37六、空港BIM成果的总结............................................................................................................37七、结束语....................................................................................................................................39西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程1西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程BIM应用简介一、成果概况1.1单位简介中铁二十局集团第六工程有限公司前身为中国人民解放军铁道兵十师所属部队，始建于1949年4月。1984年奉国务院、中央军委命令集体转业并入铁道部，2002年3月建立现代企业制度改制为现名称。半个世纪以来，我们这支队伍为中国人民的解放事业、抗美援朝和现代化建设做出了突出贡献，立下了不朽功勋。进入二十一世纪公司传承和发扬“特别能吃苦，特别能战斗”的铁道兵精神，不断创新发展思路和发展理念，2002年公司创立了以“创造对人类和环境充满关怀的建筑艺术品”为事业领域的企业文化理念系统，并始终不渝地坚守与发展。公司目前在册职工2800人，其中有各类经济技术人员920人，中高级职称430人、注册建造师120人，拥有大型机械设备1000台（套），注册资本3.5亿元。公司具有房屋建筑、公路工程、市政公用工程施工总承包一级资质，铁路工程施工总承包二级资质，装修装饰、桥梁工程、隧道工程、公路路基工程、土石方工程专业承包一级资质和管道安装施工特种许可的业务范围，年施工生产能力50亿元以上。近十年公司依托先进的企业文化、雄厚的人力资本、工装资本、技术资本和管理优势，积极参与市场竞争，承建了一大批房屋建筑、铁路、公路、市政公用、水利水电和城市交通等工程，创国优工程奖、詹天佑大奖、长安杯、汾水杯、飞天奖等省部优工程和文明工地50余项，获得国家及省部级优秀QC成果10项、优秀工法20项、专利技术4项。先后荣获陕西省模范集体、全国模范集体、陕西省优秀施工企业、全国优秀施工企业、全国企业文化建设先进单位、全国守合同重信用企业、全国用户满意工程、中国银行AAA信用企业、中国铁建股份公司四好领导班子等荣誉称号；2008年在“世界500强企业”中国铁建首次排名中，进入系统136家工程公司16强，2009年挺进10强，2010年跃居中国铁建142家工程公司第一名，取得了跨越式发展，进入了快速发展的黄金时期。公司愿景：行业一流、追求卓越。公司秉承“责任高于一切，诚信是最大的智慧”的价值理念、“精品人品同在，质量生命共存”的企业精神和“确保履约能力，与您共同发展”的企业使命，致力于创造对人类和环境充满关怀的建筑艺术品。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程21.2项目简介空港综合保税区事务服务办理中心工程是西安咸阳机场空港保税区综合办公楼，地下一层，地上7层，共有建筑面积70203平方米，地下一层建筑面积为21235平方米，地上为48968平方米，总建筑高度为29米。外造型是由68条钢结构曲面肋梁和型钢混凝土环梁共同组成的不规则球面体。我们称之为“飞碟”造型。空港效果图西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程3整体钢结构三维模型空港项目主体结构现场照片地下室为纯型钢混凝土结构，竖向型钢柱共有261根，分为H型、十字型和箱型，截面大小不一，最大尺寸达1.6米×2.3米，顶板型钢梁共有直梁324根，曲梁126根，分为H型、箱型。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程4地下室钢结构施工照片地上结构体系为钢结构加型钢混凝土结构，外围68条曲面肋梁为纯钢结构，其余竖向框架柱及层间环梁及框架梁为型钢混凝土结构。地上钢结构施工照片外立面由穿孔铝板做外装饰面层，沿层间环梁在曲面肋梁之间连成上下外装饰带，形成了独特的外立面效果。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程5空港项目外立面效果图1.3采用BIM技术的原因由于本项工程结构造型非常复杂，型钢梁、柱与钢筋的碰撞，开孔定位；机电安装与结构、建筑等专业的大量交叉碰撞，使我们意识到，使用常规的管理模式和技术手段来解决这些问题会变得极其困难。同时本工程也是个典型的三边工程，2013年3月，施工图设计完成，项目技术人员拿到施工图后，随即展开了施工前的技术准备工作，研讨施工方案，筹备施工资源，部署施工现场。3月的这版图纸地下室是没有型钢柱的，也没有型钢梁，地上的68条钢结构曲面肋梁是座落在地下室顶板里，因此，曲面肋梁座落的顶板就设计成1.2米厚，其余顶板仍设计为0.25厚，而在曲面肋梁座落的顶板里要预埋一块60公分厚的钢板柱脚，以满足曲面肋梁的传力要求。而在2013年6月，该设计方案被超限审查专家否决，改为梁式转换，地下室增加261根型钢柱，所有曲面肋梁座落的点全部连起来，形成型钢混凝土环梁，与之相交的所有框架梁也全部做成型钢结构体系，施工难度骤然增大，原先预设的施工方案废弃，重新考虑施工部署。此时，需要钢结构专业施工单位进行钢结构深化设计及加工，大量的型钢梁、型钢柱与钢筋的碰撞施工就成了我们首要面对的技术难题。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程6钢筋与型钢的交叉碰撞模拟我们采用常规的方法，在电脑里，用二维图进行型钢与钢筋的拆解，结果是，4个技术员用了2个星期的时间，仅仅拆解了地下室顶板梁一半的钢筋节点，而且拆解出来的钢筋与型钢碰撞的位置是在图集和图纸的技术要求下推算出来的，难度太大了。我们考虑到，这个常规的拆解图纸的办法已经无法满足施工的需要了。在这种情况下，我们了解到一种新技术BIM技术，它通过三维建模的方式，将二维图纸转化为三维模型，并且可以将各专业图纸在同一个平台上进行碰撞检查。我们当时就在想，如果这种技术真的可行的话，那么解决我们的钢筋与型钢碰撞的问题将会变得简单，而且高效，有利于钢结构梁在工厂加工时，精准的定位出连接板及钢筋穿孔位置，能大大缩短我们劲性结构的施工周期。所以，在刚刚开始打算引入BIM技术的时候，我们也仅仅是想让BIM解决我们钢筋型钢碰撞这一技术难题，但随着应用的深入，BIM技术带来的益处，越来越多的体现了出来。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程71.4BIM团队介绍本项目BIM小组成员主要有项目现场施工管理人员组成：团队角色职务姓名Email责任项目领导小组领导小组组长负责项目的整体组织和实施项目总监负责项目数据的收集和BIM的全面运用项目管理小组土建专业负责人负责具体工作的分配及协调，土建专业的BIM应用钢筋专业负责人负责钢筋专业的BIM应用钢筋专业负责人安装专业负责人负责安装专业的BIM应用现场BIM应用现场质量问题的检查及反馈现场BIM应用现场安全问题的发现及预防现场BIM应用现场BIM应用测量专业负责人测量助工测量助工测量助工资料整理现场BIM负责人现场BIM应用技术负责人西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程8二、空港项目BIM技术应用介绍2.1图纸问题提前发现。我们施工单位在拿到图纸的时候都会进行图纸审核，召开图纸会审会议。这种方式对审图人员的经验水平有着很高的要求；在人工审图后，也不能完全发现图纸中不合理的地方。应用鲁班建模软件建立BIM模型，在输入构件信息时能及时发现设计图纸问题，通过成型的三维立体模型，也能发现有些设计不合理的地方；当BIM模型建立完毕后，利用建模软件云模型检查功能，系统能够自动检查出构件数据是否合理，砼等级是否符合设计要求，及模型是否有遗漏项目等问题。发现这些问题后，施工企业在第一时间反馈给设计院进行修改。一方面事前发现设计错误可以有效控制成本；发现漏项能防止利润流失；同时也避免了施工过程中图纸出现问题造成的工程返工，工期延误等问题。应用流程图：角色：技术部提供设计图纸、变更施工方案等角色：技术负责人BIM建模角色：BIM小组审核签字确认报设计院出设计变更修改施工方案角色：总工程师判定原因提交检查报告不通过理解偏差图纸歧义需明确建模范围需求时间预算模型施工模型考虑变更和技术方案省市规范等西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程9我们空港保税区项目属于典型的三边工程，图纸在施工过程中逐步完善，留给技术人员审图的时间非常有限；同时空港项目的各项专业施工图纸数量庞大；各专业的设计工作是独立完成的，导致不同专业之间的图纸容易出现碰撞和矛盾。时间紧张，图纸所含数据庞大，设计、施工单位建筑、结构、安装图纸会审工作量大，同时，该项目怒结构造型复杂，难免有未被发现的设计缺陷和遗漏。如果这些问题在施工过程中才显现，势必会对空港项目的进度产生不利影响。在项目中，通过BIM模型的建立及云模型检查，发现了不少图纸的问题。土建发现了45处图纸疑问，钢筋发现了41处图纸疑问。这些问题的提前发现，避免了施工时碰到后，再讨论修改图纸，从而影响了施工质量和工期。建施图纸问题西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程10结施图纸问题模型建立完毕后，运用云模型检查功能进一步检查模型是否存在错误：云模型检查功能正在对已完成的西咸空港模型进行检查西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程11模型检查完毕，建模人员对发现的错误进行进一步审核修改，确保模型质量完善。西咸空港项目经过图纸问题的事前发现处理，即保证了我们在施工过程中不会因图纸的错误而发生工期延误，甚至返工的问题，又确保了工程量的准确，保证了企业利润不会流失。2.2工程量计算易出现的漏项，错项不在出现，让工程量更加准确。由于西咸空港项目，造型结构复杂，异形构件种类多样，如果用人工计算工程量势必费时费力，并发生错误和遗漏。采用BIM技术，由专业的BIM建模人员在短时间内建立好项目模型，并对整个模型工程量进行计算，可以避免常见错误的发生及工程量计算漏相。西咸空港项目模型共耗时11个工作日建立完善土建模型，10个工作日建立完善钢筋模型。并在一个月时间内产生了相关成果报告。西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程12西咸空港项目土建整体模型西线空港项目土建地下室模型西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程13西咸空港项目钢结构模型空港项目局部弧形砼墙配筋模型西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程14空港项目六边形承台钢筋配筋模型模型绘制完成后，系统自动计算出具工程量分析表：西