BIM报告|咸阳奥体中心项目BIM应用案例

一、项目概况

1.项目基本信息

咸阳奥体中心整体效果图

       咸阳奥体中心项目由陕西建工第五建设集团有限公司承建，工程位于大西安（咸阳）文体功能区，属陕西省重点建设项目。该项目占地350亩，总建筑面积71646平方米，由主场馆、田径运动训练场、观光塔，和其他体育运动设施组成；主场馆地上共4层，可容纳4万观众同时观看比赛，结构形式为桩承台基础、框架剪力墙结构和平面管桁架罩棚。

2.项目难点

（1）本工程体育场馆为椭圆形结构，轴线多为弧形轴线。导致轴网计算复杂，看台、钢结构、幕墙需进行三维空间定位，对施工放线提出了更高的要求。

（2）罩棚钢结构为复杂空间管桁架壳体结构，体量大，施工精度要求高；构件种类多，且均具有不可替代性；项目对钢结构拼装、块体组装的尺寸定位控制以及高空吊装过程中的三维空间定位要求高。

（3）罩棚曲面角锥幕墙附着于钢结构上，外立面由408个尺寸各异的四棱锥体组成异形开放式、倒圆台状罩棚幕墙，幕墙板块下料、空间安装定位及吊装难度大。

3.应用目标

BIM技术辅助项目管理，以方案优化和深化设计为两大应用核心，最终实现缩短工期的目的，本项目BIM技术应用目标为：

（1）方案优化深化：钢结构吊装、罩棚幕墙施工等专项施工方案进行BIM深化。

（2）节点优化：利用BIM技术进行钢构、幕墙、装修等设计节点优化，为工程创优提供技术支撑。

（3）预制加工：根据深化图纸，制定材料需求表，进行各专业构件预制加工。

（4）空间测量定位：利用BIM放线机器人有效解决各专业测量定位难的问题。

（5）平台应用：利用平台进行质量、安全、进度等方面的管理应用，实现多专业协同管理机制，使管理精细化程度更高。

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，本工程主要进行了以下9个方面的BIM技术应用：

（1）检测碰撞：提高深化设计效率。

（2）机电管线综合：通过碰撞检测优化管线排布，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，加快施工进度，降低施工成本。

（3）节点优化：使现场施工满足相关标准与规范图集的要求。

（4）3D漫游：解决各专业间的信息孤岛问题。

（5）方案研讨优化：选择最优的施工方案。

（6）预制加工：提高加工精度和施工效率。

（7）空间测量定位：提高放线效率和精度。

（8）BIM平台应用：提高信息沟通效率，通过多专业协同实现对项目的精细化管理。

（9）钢结构、幕墙BIM技术一体化应用：提高安全管控能力，节约工期。

2.BIM应用策划

（1）软件配置

（2）组织架构与分工

为确保项目BIM技术的落地实施，完成BIM应用目标，项目建立了一个由公司技术中心BIM团队、项目经理为总负责人、项目总工为执行负责人，由技术部、生产部、商务部等部门共同参与实施的BIM工作小组。由公司技术中心BIM团队搭建管理平台，项目部进行模型创建及基于BIM的数据进行现场管理。

（3）应用顺序

1）在BIM实施前期，结合项目应用目标及应用点的选择，按照集团公司《BIM建模标准导则》及《BIM实施指南》编制本项目的《BIM实施方案》。

2）为确保模型的一致性，便于后期的模型应用，根据施工图纸，制定本项目的项目样板，提高模型搭建效率，减少后期的修改。

3）结合设计规范、施工规范及施工经验，在模型搭建前，制定机电专业深化设计原则及支吊架排布原则，确保经BIM深化后的机电排布可以落地实施应用。

4）组织相关人员参加相关BIM软件培训，建模人员须按照模型交互建模规范搭建模型，以保证模型导入平台的可行性。

5）搭建结构、建筑、机电等各专业模型。

6）为了便于文件管理，预先制定云端文件管理标准，对文件夹分类、文件版本及名称进行约束，所有文件均上传至云盘，确保全过程文件留存，对终版文件进行单独保存。

三、BIM实施过程

1.BIM应用准备

（1）相关制度及文件的收集与整理：项目前期，BIM工作组收集现有规范及标准，如《建筑工程施工BIM应用指南》《BIM机电（MEP）企业标准》《EBIM-现场BIM数据协同管理平台》等作为项目BIM实施的指导性文件。

BIM实施应用标准

（2）各专业BIM模型搭建流程：项目部BIM工作组组织各分包单位分阶段、有计划的创建各专业信息模型。在模型创建过程中，积累和创建参数化构件56种，并上传至企业级管理平台，丰富了公司BIM资源库。

（3）Revit、Tekla、CATIA、Synchro等相关软件通过网络视频课程线上培训。在项目实施阶段组织项目部相关人员有针对性的学习EBIM管理平台。

2.BIM应用过程

（1）检测碰撞：利用Navisworks，对各专业模型整合，进行分层次的碰撞检查，导出碰撞报告并对碰撞进行分析和消除碰撞处理，有效地解决各专业之间“打架”的问题。

（2）机电管线综合：对机电管线进行综合排布，实现预留孔洞和支架预埋的精确定位。

看台底部管线排布剖面 /支架预埋实景

（5）节点优化：对看台混凝土柱、装饰栏杆等多个部位进行节点深化，并对填充墙圈梁、构造柱进行优化排布。利用Revit对弧形走廊管线密集区域进行多次建模分析，确定出最佳施工方案；利用Tekla对罩棚管桁架复杂连接节点进行优化设计。

（6）3D漫游：参建各方利用Fuzor对模型进行漫游审查，对漫游过程中发现的问题实时标注并共享信息，解决了各专业间的信息孤岛问题。

（7）方案研讨优化：利用企业标准化族库进行场区临建布置，确定最优方案。通过各阶段的三维场布，减少临时设施的盲目周转；参建各方通过建立施工措施模型，对各专业复杂施工方案进行了模拟论证，提高各项方案的可行性。

（8）预制加工：利用各专业软件的自动提量功能，将建模深化后的看台台阶、钢构构件、圆弧管材、幕墙板块等进行工厂化预制加工，有效提高了加工精度与生产效率。

（9）空间测量定位：利用测量机器人将BIM模型数据与测量仪器结合，对圆弧看台、罩棚钢结构、幕墙等部位进行空间测量定位，提高放线效率和精度。

测量机器人应用

（10）4D施工模拟：本项目采用Synchro软件进行钢结构吊装模拟，有效地帮助项目管理者合理安排施工进度，并且根据进度要求优化人、材、机等各种资源，减少窝工的情况。

钢结构4D施工模拟

（11）云平台协同管理：将模型上传至BIM应用平台，参建各方依据各自权限随时查询、填报、挂接各类信息，创建安全、质量等各类信息话题，共享模型视角，实现各专业模型的协同与轻量化应用，有效提高管理成效。

（12）钢结构BIM技术一体化应用

根据深化的Tekla模型信息对构件进行工厂化数字加工，精确控制杆件长度及相贯线切割精度，并利用BIM平台的物料追踪功能时刻监控构件的信息状态。在构件拼装过程中，利用Tekla提取相应块体进行模拟拼装，根据模型中的坐标信息在地面1:1放样，制作定位胎架拼装块体，并在块体测量控制点上布置反光贴，用于施工吊装精确定位。在吊装过程中，由于块体均为异形结构，在Tekla中对其重心进行精确查找，计算吊装各索具长度，使块体在吊装过程中的位形与设计状态相符，方便块体吊装的一次性就位。钢结构BIM技术一体化应用有效提高吊装效率，减小施工误差，节约工期10余天。

钢结构施工方案模拟

（13）异形幕墙施工BIM技术一体化应用

项目前期，利用CATIA软件对罩棚幕墙板块及支座连接方式进行建模深化，并在ANSYS软件中对连接支座进行受力分析；深化设计完成后进行工厂化预制加工，现场拼装。幕墙板块吊装时，在模型中确认理论的板块空间安装点坐标，再与现场实际坐标对比调整，减小钢结构焊接变形误差的影响。异形幕墙BIM技术的一体化应用，降低了施工难度，提高了幕墙板块的安装效率。

四、BIM应用效果总结

1.项目实际应用问题的应用效果总结

（1）深化设计：奥体中心项目利用BIM技术使各参建单位提前介入，进行各专业协同，解决图纸问题305处，优化设计节点65处，为项目部提供可靠技术准备，使图纸问题对施工的影响几乎为零。

（2）方案优化：利用BIM技术进行模拟优化，确保各项施工方案的合理性，有效提高了沟通效率和施工质量。

（3）测量定位：利用测量机器人进行测量定位，解决钢构幕墙空间测量定位难的问题，缩减放线劳动力成本，大幅提高了测量精度和放线效率。

（4）协同管理：通过云平台的协同管理，实现多方信息的交流与共享，增强项目管理协调能力。

（5）预制加工应用：基于BIM技术辅助预制加工等应用，有效提高加工精度，减小施工误差，避免了材料的浪费，节省了大量费用。

2.BIM应用方法总结

（1）形成BIM技术在施工总承包管理模式下的应用流程，包括建模标准、BIM模型管理标准、BIM技术应用实施方案、实施流程、深化设计方案在内的相关技术标准流程。

（2）制定BIM实施方法，包括BIM工作管理方案、文件会签制度、BIM例会制度、质量管理体系四项管理制度，保证本工程BIM技术的实施。

（3）项目创建和积累参数化构件56种，并上传至企业级管理平台，丰富了公司BIM资源库。公司将各个项目收集的族文件整理为企业级BIM族库共计289个，在集团公司内部分享，大大减少了今后项目建模所需时间。

（4）BIM人才培养总结：本工程BIM技术的应用实施，达到了预定的应用目标，为公司培养了一批BIM应用骨干人员。

对话项目负责人-赵文钰

咸阳奥体中心项目的BIM应用中，BIM团队的组建有哪些经验值得借鉴？

BIM应用过程遇到了哪些阻力，是如何解决的？

项目总结了哪些BIM实践经验，对陕西五建今后的BIM发展起到哪些作用？

……

参见《建筑业企业BIM应用分析暨数字建筑发展展望（2018）》