瀟河國際會展中心北側(cè)組團(tuán)項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用
肖云飛寞竭、常帥
山西五建集團(tuán)有限公司
? ? ?山西五建集團(tuán)有限公司是中國500強(qiáng)——山西建設(shè)投資集團(tuán)控股的核心子公司点骑,由中施企協(xié)授予3A信用評價單位。企業(yè)具有雙特雙甲資質(zhì)翠坟、國家高新技術(shù)企業(yè)梅砰;是山西省首批裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地屋厘、山西省省級企業(yè)技術(shù)中心單位对扶,系山西省優(yōu)秀骨干建筑企業(yè)袁辈。山西五建集團(tuán)是一家以建筑施工菜谣、基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)運(yùn)營、地產(chǎn)開發(fā)晚缩、建筑產(chǎn)業(yè)化為主業(yè)尾膊,集設(shè)計(jì)、工程咨詢荞彼、建筑勞務(wù)冈敛、綠色建材、檢測服務(wù)鸣皂、設(shè)備租賃等為一體的綜合性建筑產(chǎn)業(yè)集團(tuán)抓谴。
工程概括
1.項(xiàng)目簡介
? ? ?“山西瀟河新城”位于山西省轉(zhuǎn)型綜改區(qū)瀟河產(chǎn)業(yè)園區(qū),項(xiàng)目包括瀟河會展中心(北展维瑰、中展押恢、南展)、瀟河國際會議中心韵慷、及配套設(shè)施等回乞,總建筑面積68萬㎡。其中蜀契,瀟河會展中心(北展)由七個展廳組成夹恨,建筑面積約11.4萬㎡,主體結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)敏卦,東西向總長度為630m闰芒、南北向?qū)挾葹?72m、建筑高度為24m米鹏。圖1為項(xiàng)目效果圖墓运。
圖1 項(xiàng)目效果圖
2.工程特點(diǎn)與難點(diǎn)
(1)體量大,約11.4萬㎡栗哥;
(2)工期緊鞍歌,有效工期587天;3.技術(shù)難度大:主桁架為倒三角形曲線管桁架跪腹,單榀重達(dá)72t褂删,跨度71m,主桁架上下弦管材質(zhì)為Q460C高強(qiáng)度鋼冲茸。該管桁架跨度大屯阀、重量重、鋼材強(qiáng)度高轴术、形體獨(dú)特难衰、安裝高度高钦无、施工難度大、施工危險性大盖袭。
3.應(yīng)用亮點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)
? ? ?項(xiàng)目以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)失暂,應(yīng)用可視化模擬、有限元分析苍凛、三維激光掃描趣席、無人機(jī)傾斜攝影、物聯(lián)網(wǎng)檢測醇蝴、軟件二次開發(fā)宣肚、智慧平臺等BIM技術(shù),為項(xiàng)目的安全管理推吼、成本節(jié)約好阎、質(zhì)量控制以及進(jìn)度把控提供數(shù)據(jù)支持,取得了良好的效果贮殊。
BIM技術(shù)組織
與應(yīng)用環(huán)境
1.BIM應(yīng)用目標(biāo)
? ? ?山西瀟河北展項(xiàng)目為本公司核心項(xiàng)目环胸,集團(tuán)致力于打造國內(nèi)一流的集設(shè)計(jì)、施工夫咏、運(yùn)維全生命周期的BIM應(yīng)用示范工程进裹。通過對項(xiàng)目施工過程實(shí)施BIM技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),建立一套集團(tuán)推廣的BIM管理體系勿见,用于后續(xù)項(xiàng)目推廣應(yīng)用锥萧。同時培養(yǎng)具有BIM技術(shù)和工程專業(yè)知識雙領(lǐng)域人才,結(jié)合實(shí)踐背景资村,制定培養(yǎng)方案寄旋,讓技術(shù)人員在實(shí)踐中學(xué)習(xí)成長,為集團(tuán)公司培養(yǎng)有生力量为猩。
2.團(tuán)隊(duì)組織
? ? ?BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)以集團(tuán)公司總工程師領(lǐng)導(dǎo)导而,統(tǒng)籌規(guī)劃,分別設(shè)置土建隔崎、鋼結(jié)構(gòu)今艺、機(jī)電、后期等基本BIM專業(yè)爵卒,在公司技術(shù)部部長以及項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)下有序開展工作洼滚,團(tuán)隊(duì)組織如圖2所示。
圖2?團(tuán)隊(duì)組織
3.軟硬件環(huán)境
? ? ?軟件方面技潘,此次BIM實(shí)施工作主要涉及建模、動畫制作千康、信息傳遞以及平臺四類軟件享幽,具體應(yīng)用如圖3所示铲掐。
圖3?軟件配置
? ? ?硬件方面,應(yīng)用聯(lián)想圖形工作站12臺值桩、三維激光掃描一臺摆霉、無人機(jī)一架。
4.建模標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
? ? ?瀟河國際會展中心北側(cè)組團(tuán)項(xiàng)目為我集團(tuán)公司BIM應(yīng)用示范工程奔坟,從項(xiàng)目開工初携栋,指定詳細(xì)的BIM技術(shù)實(shí)施方案,并依據(jù)相關(guān)國標(biāo)偎旱、地標(biāo)船庐、公司企標(biāo)《山西五建集團(tuán)BIM建模手冊》、《山西五建BIM技術(shù)應(yīng)用指南》開展項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用地捂。
5.應(yīng)用策略
? ? ?落實(shí)事前策劃羽捻,事中控制,事后檢查滤重,為施工質(zhì)量提供保障酣疏。具體實(shí)施如下:
? ? ?項(xiàng)目開工之前,組建BIM團(tuán)隊(duì)鲫庆,提前預(yù)測項(xiàng)目實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的問題诬曙,制定預(yù)警方案,同時對項(xiàng)目重難點(diǎn)策劃掏榜,提出解決問題并加以優(yōu)化霹孙,以保障施工安全。項(xiàng)目施工時开贼,BIM技術(shù)輔助施工管理舰褪,對BIM模型動態(tài)調(diào)整,保證模型與實(shí)際建筑相符疏橄。項(xiàng)目結(jié)束后占拍,將數(shù)據(jù)集成,打包成一套數(shù)據(jù)包捎迫,為后續(xù)運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)支持晃酒,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),為下一項(xiàng)目提供支持窄绒。
BIM應(yīng)用
1.BIM建模
? ? ?本項(xiàng)目基于項(xiàng)目特點(diǎn)贝次,進(jìn)行全專業(yè)建模,利用不同軟件分別建立了施工場布模型彰导、樁基礎(chǔ)模型蛔翅、主體鋼結(jié)構(gòu)模型、幕墻外立面模型位谋、屋面模型以及機(jī)電模型山析,如圖4所示堰燎。
圖4?BIM模型
2.BIM應(yīng)用情況
(1)場布:該項(xiàng)目為典型的大廠區(qū)施工,施工面廣羽嘉,參建單位多引舱。經(jīng)過BIM技術(shù)對場地進(jìn)行合理的策劃,包括材料堆場的規(guī)劃反腺、臨水臨電的設(shè)計(jì)猬蕉、運(yùn)輸路線的設(shè)計(jì)、機(jī)械布置聊浊、生活區(qū)設(shè)計(jì)薄好、辦公區(qū)設(shè)計(jì)等,保障項(xiàng)目合理利用廠區(qū)空間杭嚷。
(2)樁基可視化交底:為解決項(xiàng)目技術(shù)人員對工藝過程不熟悉的問題翘辑,本項(xiàng)目基于Unity編程,將圖紙嚣咕、規(guī)范溜信、圖集、工藝動畫绷咳、驗(yàn)收等信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合幸双,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)選交互的創(chuàng)新交底模式。
(3)鋼結(jié)構(gòu)深化出圖加工:本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程體量大且構(gòu)造復(fù)雜位仁,項(xiàng)目BIM應(yīng)用Tekla軟件對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)柑贞,深化的成果經(jīng)設(shè)計(jì)院確認(rèn)后出具加工詳圖后移交工廠預(yù)制加工∧羟溃基于BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)精益建造快捷而高效钧嘶,為現(xiàn)場快速、精準(zhǔn)施工奠定了基礎(chǔ)琳疏。
(4)管桁架逆向找形狀:采用BIM技術(shù)對桁架不同加載階段進(jìn)行模擬有决,如圖5所示,通過模擬計(jì)算空盼,確定桁架制作時的實(shí)際下料尺寸及組焊時的預(yù)起拱值书幕,設(shè)計(jì)制作胎架,通過胎架支座定位揽趾,控制桁架線形台汇。
圖5?三種加載階段
(5)吊裝模擬:單榀桁架重達(dá)72t,桁架為曲線型臥式組裝狀態(tài)篱瞎,起吊時會發(fā)生重心位移苟呐,結(jié)合BIM技術(shù)反復(fù)模擬,最終確定“三機(jī)翻身+雙機(jī)起吊平移法安裝技術(shù)方案”保證施工時吊裝安全遥局,如圖6所示剿夫。
圖6?吊裝模擬
(6)屋面工程:屋面整體由9個系統(tǒng)組成渊妨,通過BIM技術(shù)對主要系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和可視化拆分,保證各系統(tǒng)間安裝精準(zhǔn)姓拂,如圖7所示。
圖7?屋面節(jié)點(diǎn)模型
(7)裝修策劃:通過BIM技術(shù)進(jìn)行精裝策劃魄蔗,渲染室內(nèi)效果圖寒肋,多種方案之間比選,決定出適合本工程的裝修方案肆洽。
(8)機(jī)電工程:通過BIM技術(shù)進(jìn)行 碰撞檢查易麻、管綜優(yōu)化調(diào)整等工作。發(fā)現(xiàn)圖紙問題700余項(xiàng)社咒,保證安裝精度秽祷,縮短工期,減少資源浪費(fèi)位俩。展廳地溝與高空管廊策劃:通過BIM技術(shù)進(jìn)行綜合策劃排布矗寂,采用綜合支架分層裝配,機(jī)電管線分層預(yù)制裝配施工勇蝙,解決了操作空間狹窄的施工難題沫勿。凈高分析,通過BIM技術(shù)直觀展現(xiàn)出每個區(qū)域的凈高味混,根據(jù)管線排布方案要求产雹,與各方溝通后進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)管線排布翁锡,進(jìn)行綜合支吊架設(shè)計(jì)蔓挖,并出具相關(guān)圖紙,如圖8所示馆衔。
圖8 機(jī)電深化
(9)傾斜攝影:采用BIM+傾斜攝影技術(shù)瘟判,建立基于GIS的實(shí)景模型,減少了測量時間和人工投入哈踱,提高測量精度荒适,通過外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理為土方工程算量提供精確的數(shù)據(jù)支持,如圖9所示开镣。
圖9?基于傾斜攝影建立的土方模型
(10)三維激光掃描:鋼柱初立后整體掃描刀诬,根據(jù)掃描結(jié)果進(jìn)行誤差調(diào)整,大幅度減少測量時間和人工消耗常籍,將點(diǎn)云模型進(jìn)行單個構(gòu)件拆分后健吃,如圖10所示,與其對應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙對比锨圣,對現(xiàn)場偏差較大的單體進(jìn)行復(fù)測和調(diào)整陕绢,保障鋼結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)施工过腰,避免誤差過大給后期施工造成延誤。
圖10?鋼柱點(diǎn)云模型拆分
(11)物聯(lián)網(wǎng):為保證屋面管桁架施工安全和結(jié)構(gòu)不發(fā)生永久變形闯揪,需要對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測橄看。采用BIM+物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控技術(shù),單榀桁架設(shè)置20個監(jiān)測點(diǎn)避某,通過應(yīng)力傳感器生成數(shù)據(jù)與BIM模型點(diǎn)位關(guān)聯(lián)硅跌,然后反映到APP端,即可實(shí)時監(jiān)測鋼構(gòu)件應(yīng)力變化蚯垫,保障桁架施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全闲涕,如圖11所示。
圖11?應(yīng)力傳感器檢測
(12)可視化編程解決數(shù)據(jù)壁壘技術(shù):打破Tekla和Revit之間的軟件壁壘咳碰,使IFC模型在Revit軟件中可以編輯剖毯,間接將各軟件優(yōu)勢集中在一個軟件中;極大減少給構(gòu)件賦予其他信息的時間教馆;為施工管理和后期運(yùn)維提供數(shù)據(jù)支撐逊谋,如圖12所示。
圖12?一鍵修改構(gòu)件名稱
(13)可視化編程批量賦予信息:本工程通過BIM+編程實(shí)現(xiàn)基于模型構(gòu)件通過Excel填寫信息一鍵批量賦予所需信息參數(shù)活玲,如圖13所示涣狗。
圖13?一鍵批量賦予構(gòu)件信息
(14)可視化編程實(shí)現(xiàn)分類安裝:桁架形狀類似的構(gòu)件多,組焊時容易用錯材料舒憾,BIM+二維碼技術(shù)為每個構(gòu)件制作二維碼镀钓;并且通過編程實(shí)現(xiàn)利用名稱查詢在軟件中構(gòu)件高亮顯示。Python自編算法速度快镀迂,效率高丁溅,二維碼不受第三方儲存限制,可掃描次數(shù)增多探遵,如圖14所示窟赏。
圖14?Python編程生成構(gòu)件二維碼
(15)信息管理平臺:采用譯筑云BIM建設(shè)管理平臺對BIM模型、質(zhì)量箱季、安全棕健、進(jìn)度、技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化管理雳雄。應(yīng)用智慧工地平臺對安全管理秕肚、環(huán)境監(jiān)測、高危監(jiān)管等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總匙久,通過數(shù)字化平臺將各種數(shù)據(jù)集成袭吗,為項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支撐,形成基于BIM技術(shù)的數(shù)字化資產(chǎn),為后續(xù)運(yùn)維提供支持苏昨,如圖15所示锚揍。
圖15?智慧工地管理平臺
應(yīng)用效果
1.技術(shù)效益
? ? ?獲得山西省建設(shè)科技成果登記1項(xiàng),軟件著作權(quán)3項(xiàng)赘湾,發(fā)明專利4項(xiàng)防养,實(shí)用新型專利8項(xiàng),如圖16所示律逼。
圖16?技術(shù)效益展示
2.經(jīng)濟(jì)效益
? ? ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)節(jié)約人工費(fèi)32萬元:鋼結(jié)構(gòu)深化節(jié)約費(fèi)用181.538萬元组弥;綜合管理節(jié)約費(fèi)用115萬元。
總結(jié)
1.推廣價值
? ? ?隨著我國裝配式建筑的發(fā)展逗爹,鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展迅速。BIM技術(shù)憑借其可視性嚎于、模擬性掘而、協(xié)調(diào)性、可出圖性等成為助力裝配式建筑發(fā)展的重要手段于购∨鬯基于BIM技術(shù)針對鋼結(jié)構(gòu)工程的解決方案通過在我集團(tuán)公司多個項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用,驗(yàn)證了BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的強(qiáng)大支撐作用肋僧,能有效促進(jìn)項(xiàng)目的信息化管理水平斑胜,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本、質(zhì)量嫌吠、安全止潘、進(jìn)度的平衡。該成套技術(shù)不局限于鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工辫诅,可擴(kuò)展到整個鋼結(jié)構(gòu)中凭戴,應(yīng)用前景廣闊。
2.經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
? ? ?該項(xiàng)目在施工階段全方位的應(yīng)用了BIM技術(shù)炕矮,從施工準(zhǔn)備逆酣、基礎(chǔ)施工、鋼構(gòu)施工堡它、土建施工殖锹、機(jī)電施工、綜合管理等方面實(shí)現(xiàn)了為項(xiàng)目建設(shè)增值衍醒,并且創(chuàng)新的應(yīng)用了BIM+傾斜攝影席磕、BIM+三維激光掃描、BIM+可視化編程檐伞、BIM+物聯(lián)網(wǎng)等多項(xiàng)BIM擴(kuò)展技術(shù)剂现,提高了工程的質(zhì)量,保障了施工的安全,取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益茁臀。下一步的計(jì)劃:我們將繼續(xù)挖掘數(shù)據(jù)價值揩池,通過創(chuàng)造數(shù)據(jù)、收集數(shù)據(jù)堆因、分析數(shù)據(jù)泪桥、應(yīng)用數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)為項(xiàng)目建設(shè)增值。
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