北京新机场超大平面航站楼结构工程BIM技术研究与应用.pdf

1、北京新机场超大平面航站楼结构工程BIM技术研究与应用01020304项目简介BIM策划BIM综合应用BIM应用总结与未来展望01项目简介02BIM策划0101项目难点BIM项目策划1.结构超长超大东西最大跨度562m，南北最大跨度368m。施工段多，施工部署及技术质量风险大。3.隔震系统节点处理复杂隔震系统将上下混凝土结构分开，节点处理非常复杂。5.屋面钢网架结构造型变化大钢网架屋盖结构结构跨度大、空间造型复杂，施工安装变形控制难度大，高空定位控制精度要求高。设计有预应力，安装难度大。2.中心区钢连桥跨度大6.机电系统复杂机电设计施工图过程调整量大。机电工程深化设计所涉专业众多，各系统覆盖面广

2、，交互点多，协同工作量大。4.钢结构的竖向支撑柱形式多样有C型柱、筒柱、幕墙柱，且生根于不同楼层，不能同时安装，又与屋面钢网架结构连接，安装难度大。0202开发基于手机端的BIM管理平台，实时掌握项目动态管理和信息。BIM应用内容BIM项目策划预制加工深化设计商务管理动态管理BIM应用项目管理为钢结构、幕墙等工厂加工提供可靠数据，保障到场运输安装应用。利用BIM技术进行各专业深化设计及管线综合。形成全专业的深化设计BIM模型，并进行综合协调检查，提高深化设计工作的质量和效率，减少设计问题对施工的影响。选择较为成熟的基于BIM的管理平台，收集整理项目动态管理和信息。利用BIM模型的可模拟性，对复

3、杂施工技术方案、节点、施工工序进行模拟。进行可视化交底，提高施工技术、安全、质量、进度管理能力。将BIM模型与施工现场管理紧密结合，实现基于BIM的进度、成本、竣工交付管理,提高对各专业分包及独立承包商的管理水平和现场协调能力。方案模拟0303BIM组织机构BIM项目策划技术副经理BIM主管BIM工作室项目领导小组土建BIM工程师钢结构BIM工程师机电BIM工程师幕墙BIM工程师精装修BIM工程师总包BIM团队土建BIM工程师钢结构BIM工程师机电BIM工程师幕墙BIM工程师精装修BIM工程师分包BIM人员BIM组织架构项目经理姓名职务工作内容BIM履历李建华项目经理统筹全局BIM管理段先军技

4、术副经理BIM工作负责领导BIM管理严巍BIM主管制订工作计划协调各方BIM管理饶晓明BIM工程师土建专业负责人BIM管理刘计宅BIM工程师机电专业负责人BIM管理张可嘉BIM工程师装饰装修负责人BIM管理主要人员介绍04040202明确过程文件及成果文件责任人员、签收及文件存档流程。BIM管控措施-管理制度BIM项目策划0101明确BIM实施组织架构、人员职责、管理层级、工作流程和最终目标。BIM工作管理方案文件会签制度0303明确BIM例会召开的时间、参与人员、会议主题和参加人员，并按照项目进度做出适时调整。BIM例会制度0404明确质量保证流程、成果交付标准、质量管理责任人员和质量控制组

5、织机构。质量管理体系0505BIM管控措施-标准及规范BIM项目策划规范类别规范价值BIM实施规范-工作规范指导BIM团队整体实施工作BIM实施标准-建模标准指导项目具体建模操作BIM实施标准-应用标准指导项目专项及综合BIM应用BIM实施标准-交付标准指导项目BIM成果交付方式方法0606BIM管控措施-BIM工作环境BIM项目策划软件工具类 Autodesk Revit Autodesk Navisworks Magicad Autodesk AutoCAD 橄榄山快模 Autodesk 3D MAX Lumion Fuzor Glodon BIM5D Glodon GCL软件平台类硬件类

6、 塔式工作站 移动工作站 移动终端03BIM综合应用01BIM与建造技术的结合0101BIM与建造技术的结合-模型创建BIM综合应用地表模型根据勘测报告与地质文件建立地表模型及土层模型。土方模型按照项目土方开挖方案和技术文件，建立土方开挖的BIM模型。边坡模型创建了1300根护坡桩模型及其节点做法模型。桩基模型施工现场8275根基础桩按真实尺寸1:1反应在基坑模型中。0202机电专业系统共计110余个。各类构件的连接方式多样，根据设计图纸说明和实际工艺要求创建机电专业建模所需的各类系统族文件，保证模型创建的标准化，并实现利用BIM模型直接出图后可以满足施工工艺的要求。BIM与建造技术的结合-系

7、统族文件创建BIM综合应用0303BIM与建造技术的结合-Revit模型直接出图BIM综合应用0404BIM与建造技术的结合-二次结构洞口及标注族的创建BIM综合应用洞口标准族文件的创建通过创建洞口标注族文件，可以在Revit中对二次结构洞口自动生成标注，其内容包括：所在机电系统名称、洞口外形尺寸、洞口标高（可按照系统需求自动标注底部标高或中心标高）等。大大减少了以往需要在CAD图纸中手动标注的工作量，并且避免了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。洞口族文件的创建通过创建洞口族文件，实现自动在二次墙体模型上按照机电系统和所需尺寸及标高生成洞口。0505BIM与建造技

8、术的结合-劲性结构工艺做法模拟BIM综合应用劲性结构梁柱型钢混凝土梁柱节点模型图本工程存在大量的型钢混凝土结构，尤其在梁柱节点处，钢筋密集、型钢尺寸大，造成钢筋锚固、连接困难，混凝土不易浇筑、振捣。劲性钢构与钢筋连接模拟分析C 型钢柱在结构楼板上生根，设计采用组群式劲性结构对生根部位混凝土结构进行加强，劲性结构内钢筋配筋量大，节点施工复杂。本工程劲性钢结构具有体量大、分布广、种类多、结构复杂等几方面特点。梁柱节点钢筋排布模型图柱钢筋数量较多、并在梁内配有预应力筋，在梁柱节点处钢筋非常密集，需提前进行钢筋排布，且梁柱节点处混凝土等级同柱混凝土等级、即为C60混凝土。0606通过建立BIM模型，对

9、隔震支座近20道工序进行施工模拟，增强技术交底的可视性和准确性，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。由于中心区结构超长、超大、钢结构复杂，同时航站楼下部高铁通过，涉及减震、隔震问题，因此针对中心区采用隔震技术。航站楼地下一层与首层之间设置隔震层，为目前世界最大的隔震建筑。在0.000楼板下设置隔震橡胶支座1152座，隔震弹性滑板支座108套，粘滞阻尼器144套。BIM与建造技术的结合-隔震支座施工模拟BIM综合应用隔震支座0707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等现实性问题。栈道的结构设计、使用方式、位置选择是钢栈道工程的难点

10、，要在最大限度满足日后需求的前提下，优化设计、节约材料是体现钢栈道经济性的关键。技术难点临时钢栈道的设计和施工费用预计约为1000余万元，本着节约成本，优质建造的原则，钢栈桥在方案策划和设计的过程中利用BIM三维模型进行方案的比选，对钢栈桥的生根形式、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模拟和验算。方案模拟对决策起到了至关重要的作用。节约成本在东西方向的后浇带部位设置两道通长钢栈桥，打通东西料场的大通道，北侧栈道总长度约546m，南侧栈道总长度约369m。钢栈道采用支撑格构塔架及钢管柱门式架组成支撑系统；支撑结构上部为支撑梁系统。支撑柱梁顶部设置4道通长的H型钢梁，梁上

11、安设花纹板钢平台、轨道梁和物料运输车。钢栈道打通东西大通道。作为新的运输通道，两端设置装料平台。栈道采用轨道式无线遥控运输车，在桥面铺设标准轨道及道岔，采用轨道运输车倒运材料，形成了施工现场新的运输格局，以满足物料倒运的各项需求。方案确定BIM与建造技术的结合-临时钢栈道施工模拟BIM综合应用0808航站楼核心屋盖为不规则自由曲面空间网格钢结构，建筑投影面积约18万平方米。钢构件主要采用圆钢管，节点为焊接球，部分受力较大部分采用铸钢节点。屋盖网架杆件总数量约63450根，球节点约12300个。BIM与建造技术的结合-钢结构工程BIM综合应用0909BIM与建造技术的结合-方案模拟BIM综合应用

12、采用采用MST建模软件建立空间模型，对相邻节点进行座标相互校核；建模软件建立空间模型，对相邻节点进行座标相互校核；采用采用XSTEEL和和AUTOCAD进行节点建模；进行节点建模；采用采用ANSYS和和SAP进行节点有限元计算；进行节点有限元计算；采用采用MIDAS进行结构整体变形计算，特别是屋盖整体挠度变形，按变形值在模型中调整节点座标；进行结构整体变形计算，特别是屋盖整体挠度变形，按变形值在模型中调整节点座标；利用利用3DMAX进行施工过程的模拟。进行施工过程的模拟。02BIM与信息技术的结合0101BIM与信息技术的结合-三维扫描与高精度测量设备的应用BIM综合应用土方开挖量270万立方

13、米，区域内标高变化多，由于留设的马道以及在雨雪天时敷设渣土，为商务部门准确的统计工程量给带来了巨大的挑战。将三维激光扫描数据与BIM模型对比，可快速计算出土方施工差，指导现场做出相应的施工调整。少挖了多挖了采用激光扫描仪对基坑进行三位数字化扫描，并 将 形 成 的 点 云 文 件 通 过REALWORKS软件转换后，与按照设计图纸创建的基坑模型进行比对校验，可以快速直观准确的发现现场土方开挖的差值，及时调整开挖工作，有效避免重复作业。激光扫描仪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。一次安置仪器就可完成全部测量工作，且操作简单，还可有

14、效避免读书误差的产生，大大提高了测量工作的精度和效率。采用该项技术，仅用两人就完成了全场区的测量工作。全站仪0202BIM与信息技术的结合-三维扫描与放样机器人结合应用BIM综合应用放样机器人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。形成点云文件采用三维激光扫描技术，对构件拼装、安装的空间形态进行实时检测，为消纳安装偏差、卸载后天窗结构拼装、安装施工提供依据，实现了偏差的预控和提前消纳。数据导入移动端Your life can be enhanced,and your happiness enriched,whe

15、n you choose to change your perspective.0303BIM与信息技术的结合-大跨度钢网架构件物流管理系统BIM综合应用物联网BIM模型BIM模型详细记录了建筑元素所有信息，物联网实现对物体的管理，以二维码为信息识别与传递的媒介，实现钢结构工程进度管理。针对屋盖钢结构杆件63450根，焊接球12300个的管理，研究基于BIM模型与物联网的钢结构预制装配技术，将BIM模型、激光三维扫描、频监控等与物联网传感器等集成应用智能虚拟安装技术和系统，开发APP应用移动平台，实现利用物联网技术进行分类、统计、分析、处理，实现可在BIM模型里面显示构件状态。技术路径0404

16、影响资料记录生产全过程中各类影像资料构件到场及安装进度在模型中清晰展现模型快照实时显示各阶段构件数量实时进度BIM与信息技术的结合-大跨度钢网架构件物流管理系统BIM综合应用0505BIM与信息技术的结合-塔基防碰撞系统BIM综合应用传感器0606BIM与信息技术的结合-塔基防碰撞系统BIM综合应用03BIM与项目管理的结合0101BIM技术与项目管理的结合-桩基精细化管理平台BIM综合应用0202BIM5D管理平台-进度及商务管理BIM综合应用基于BIM的工程算量REVIT模型通过GFC接口导入算量软件，直接生成算量模型，避免重复建模，大大提高各专业算量效率。Revit模型G C L模 型B

17、IM5D 管理平台BIM5D管理平台是基于BIM模型的施工项目精细化管理工具。为项目的进度、成本、物料控制及时提供准确信息，帮助项目管理人员基于数据进行有效决策。0303BIM5D管理平台-进度及商务管理BIM综合应用基于BIM的物料提取将模型直接导入到BIM-5D平台，软件会根据所选的条件，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。进度及资金资源曲线分析通过将模型构建与进度计划相关联，实现对施工进度的精细化管理，并可进行资金、资源曲线分析。0404责任明确发现的质量安全问题可在BIM模型上直接定位，问题责任单位和整改期限清晰明确，并为工程结算和奖惩决策提供了准确的

18、记录数据。多媒体资料除可以输入文本信息外，该平台还支持手机拍照图片文件实时上传，更加直观的反应现场的质量问题。移动端实时管理通过移动采集信息，实时记录问题，下发和查看整改通知单，整改状态实时跟踪，问题复查方便，有理有据方便追溯。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。BIM5D管理平台-质量安全管理BIM综合应用0505BIM+VR互动式操作平台BIM应用总结与展望社交化设计沟通扫一扫可换物全景体验复杂信息抽离与凝练VR效果的直观与轻便，能够让复杂信息的抽离与凝练更加容易，互动交流更加通畅，最终起到实时辅助决策的效果。720度全景可生成720度全景.exe文件，无需安装专业软件即可随意查看空间全景视图。0606智慧工程管理平台系统BIM应用总结与展望与国内国际知名研发单位合作，开发出先进的基于BIM的大型机场航站楼智慧工程管理平台。用于新机场的智慧建造工作。04BIM应用总结与未来展望2017年2月23日下午，习近平总书记到北京新机场项目进行考察调研，观看了工程数字模型，对新机场工程建设进展给予了肯定，并指出：北京新机场建设要打造“精品工程、样板工程、平安工程、廉洁工程”。新机场建设要创造一流经验，为我国基础设施建设打造样板。结束语