百色市体育中心二期项目BIM技术应用(含PPT视频文件)

      某BIM大赛获奖的BIM作品,包括视频文件、PPT等。有几个公众号都在发(当然也包括那个以抄袭闻名的XXX综合服务平台),看来俺不发就有点落伍的意思了,呵呵。

  一、工程概况

  百色市体育中心二期项目位于百色市龙景片区,项目于2019年11月7日竣工验收,并作为2019年广西第十四届运动会的主会场。项目由体育馆、游泳馆、训练馆、体育训练中心、配套用房、室外工程六个子项目共同组成。项目用地面积约为18万㎡,总建筑面积约10万㎡,总投资约11.76亿元,合同工期600多天。

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二、项目BIM技术应用情况

      1.图纸校核

对各场馆进行精细化建模,及时整理建模过程中发现的二维图纸错、漏、碰、缺等问题,并以书面形式向设计院反馈,共同探讨解决方案,避免因图纸设计问题造成返工、材料浪费等。

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图3图纸问题反馈单

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图纸4问题反馈单

2.办公、生活区场地布置

      项目开工前,运用BIM技术对现场生活区、办公区的布局进行规划,借助BIM模型进行场地布置讨论与决策,确定各临时建筑以及球场、停车区、活动区等区域的位置,并且通过渲染效果图、制作漫游视频等方式,对员工通道样式、文化长廊样式、体验区样式以及绿化设计等进行了不同方案的比选,确定了最终的场地布置方案。

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图5 生活区BIM布置图

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图6 办公区BIM布置图

 3. 施工区场地布置

      提前对不同阶段的施工场地进行三维模拟布置,以判断大门、塔吊、材料堆场及加工场的位置布置是否经济科学,场地道路宽度、坡度是否合理等,对场地布置方案进行优化,减少施工材料运送成本及二次搬运问题。

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图7 施工区场地布置

3. 装修方案比选

   将建立好的建筑模型导入到3DSMAX软件中,按不同的装修方案进行细节调整,赋予不同的材质、灯光,并渲染效果图,给参建各方在建筑装饰装修材料选择上提供直观参考。在确定最终装修方案后,按选择材料的尺寸等通过Revit对贴砖进行优化设计,指导现场贴砖施工,提高了瓷砖铺贴的效率,也减少了因为事先无策划随意铺贴造成的乱砍砖、返工等现象。

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图8 装修方案比选

4. 脚手架设计

    利用广联达BIM模板脚手架软件,绘制建筑外脚手架,出具相应的外脚手架平、立、剖面图以及计算书,辅助外架方面编制;利用软件生成外架材料明细表,辅助现场外架施工材料的租赁与购买。

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图9外架绘制与材料统计

5.模板设计

 将结构模型导入广联达BIM模板脚手架软件,生成构件模板设计图,利用软件的拼模设计功能对弧形不规则梁板进行模板优化,生成拼模图,最终导出相应的布置图以及模板下料统计表,指导施工。

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图10 模板设计与材料统计

6. 临边围护安全分析

   利用软件对模型进行临边分析,建立安全防护栏模型,并统计临边、洞口尺寸,计算所需防护栏数量,为临边防护的布置提供了数据依据,为临边安全防护无死角提供科学依据。

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图11 临边安全分析与布置

7. 项目自建族库

    根据项目自身特点,建立了能满足项目自身使用需求的族构件,并通过公司自行开发的BIM族库管家进行整理归类,方便管理和建模引用,减少重复创建非常规构件的工作量,加快建模速度,同时也丰富了公司族库,为其他项目的BIM技术应用提供了便利。

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8. 项目全景展示

    利用BIM三维全景漫游渲染技术在工程未开工之前进行虚拟场地漫游,把传统抽象的二维图纸转化为具体的三维模型,给人以真实的视觉体验,让整个项目竣工效果以最优美的方式提前展示出来,给人以真实感和直接的视觉冲击,便于设计方案讨论和效果检查,并能最大程度增强业主体验。

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图13  项目全景渲染

9.3D打印技术

      对复杂关键节点进行三维建模,利用3D打印机将模型打印,对工人进行技术交底,避免因为节点形式复杂,工人识图能力不足造成的施工失误。

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  三、使用过程中重点难点

      1. 钢结构深化设计与施工

      体育馆、游泳馆屋盖为大跨度钢管桁架结构,最大跨长达171米;训练馆主体结构为钢结构,结构柱为大截面型钢混凝土柱,结构梁为型钢梁,最大跨度达35米,屋盖为大跨度钢管网架结构。吊装拼装工作量大、支撑难度高、吊装施工危险性大,通过螺栓连接球连接以及焊接连接的节点,安装精度要求高,安装难度大。钢结构的深化设计以及吊装安装是项目钢构施工的主要难题。

      针对训练馆的钢结构,BIM团队按照图纸通过TEKLA软件建立了钢结构三维模型,并且在此基础上对各钢结构进行了参数细化深化设计。

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图15  钢结构参数化设计

对参数细化后的模型进行碰撞检查,根据碰撞结果对模型进行调整优化,并将优化后的梁柱节点图打印输出,用于指导工人现场安装施工。

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图16  钢结构深化细部

利用模型生成构件的用钢量统计表,并按照构件类别、材质、构件长度进行归并和排序,同时输出构件数量、单重、总重及表面积等统计信息。便于制作各种材料统计报表以及加工下料、材料采购。

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以单个构件为单位,生成构件图纸,辅助钢结构深化设计图纸的出图,生成的构件图纸中含有构件的材料表,指导钢结构单个构件的下料计算。

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图18  深化设计指导加工

基于BIM技术,将建立好的型钢柱模型导入焊接机器人数据输入端,通过在输入端模拟焊接,根据模拟焊接结果进行焊接机器人安装的调整,最终输出数据并实施焊接,不仅提高焊接质量、焊接精准性,还可以加快焊接速度、减少焊接材料以及焊接人工的投入。

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图19  焊接机器人

通过建立各场馆的屋盖三维模型,并生成构件图纸,直观表达各构件的尺寸、形状、节点做法,使技术人员能够轻松判读设计信息,降低信息传统错误的几率,为工人现场拼装提供了技术保障。

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图20  屋盖桁架深化

项目游泳馆、体育馆钢管桁架单榀构件重达28吨,受限于起重设备和吊装工艺条件,无法一次性吊装,借助临时支撑BIM模型,分析吊装及支撑可行性后,确定了“借助在边跨与中间跨交点处搭设的装配式单元桁架钢结构临时支撑,单榀桁架分三跨吊装,最后高空合龙安装”的方案思路,保证了大跨度钢桁架屋盖安装的顺利完成和施工安全。

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图21  超重桁架吊装模拟

由于临时支撑系统所传递的上部结构荷载较大,无法将装配式单元桁架直接搁置于混凝土板上,需要另外对临时支撑基础进行设计计算,在利用Revit协助进行受力分析对比后,确定了最终的最优方案。

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图22 装配式单元桁架临时支撑基础设计

临时支撑基础的施工随各场馆的基础、底板施工同步进行。

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图23 装配式单元桁架临时支撑基础

 2. 幕墙深化设计与加工

  项目三大场馆幕墙面积约3万平方米,由明框玻璃幕墙、竖明横隐玻璃幕墙、铝单板线幕墙组成,幕墙呈外倾斜弧线造型,与其他专业收边收口较多,幕墙玻璃嵌板规格尺寸多且呈不规则状,材料下料计算精准度难控制,测量放线难度大,因此项目借助BIM技术对幕墙进行建模优化,解决二维图纸交底不易理解、玻璃幕墙下料计算不精准、幕墙与其他专业碰撞等问题。

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图24 幕墙创建

依据幕墙构配件要求,创建参数化的幕墙面板、龙骨、型材等模型,再根据实际项目中每块嵌板的扣缝尺寸、每根龙骨的接触角度按实际导出每块嵌板的角度、面积等所有参数,每根杆件的下料长度、边角废料长度等参数,统一导出材料明细表,用于辅助施工下料,避免造成不必要的浪费。

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图25参数化建模

考虑Revit幕墙建模功能未完善,通过体量建模划分双曲面玻璃及双曲面石材分割线及其不便利,项目使用Rhino与Revit配合,依据该建筑物的设计外观,创建幕墙表皮,并进行优化与分割,使幕墙的嵌板完全符合设计并达到规范要求,使每块嵌板的精度、平整度控制在1毫米之内。

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图26幕墙表皮创建

将幕墙模型与其他专业模型合模并进行碰撞检查,把结果整理成碰撞报告向设计院反馈,提前解决幕墙与其他专业间的冲突,避免因图纸问题造成返工。

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图27 碰撞检查

BIM模型与现场进行对比,验证实施效果,及时纠偏。

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图28模型与现场对比

本项目场馆外幕墙均为倾斜玻璃幕墙,以及玻璃嵌板尺寸偏大和尺寸不一,完成大量统计工作。

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图29参数化建模与下料加工

  运用Revit、Rhino等软件创建参数化配件,导出配件的加工图,能确保每个配件,每块嵌板的加工都准确无误。

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图30 细部构件标注

3.机电深化设计

项目训练馆、体育馆、游泳馆地下室机电设备管线管道密集,管线安装工程量大,房间高度、空间有限,管线净空要求高。

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图31机电管线建模

为确保管线与其他专业间的施工互不影响,提高空间利用率,将Revit模型导入Navisworks中进行机电碰撞检查,总共检查出碰撞处一千余处。按照施工规范及管线综合排布原则对碰撞进行调整,优化管线排布,使管线布置科学合理美观,也方便后期维修与其他安装工程的施工,并对复杂的区域生成了管线综合图,用以指导施工。

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图32 管线碰撞检查

对机房的设备及机电管线进行高精度建模,针对机房内部的管道阀门朝向、管道桥架碰撞、设备连接等进行优化布置,提高有限空间的合理利用率,杜绝了错漏碰缺的现象,并且通过模型进行预拼装,模拟各构件的安装步骤,提前分析安装过程中可能遇到的问题,调整安装方案和制定相应措施,减少了返工的概率。

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图33 结合装配式机房模拟施工

 4.BIM综合应用

  通过模型关联进度计划,展示每一阶段的形象进度,利用无人机航拍各阶段现场施工进度与模型形象进度进行比对分析,对进度滞后的部位或专业进行协调管理,达到进度管控的目的。

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图34 进度模拟与无人机现场观测

将进度计划的Project文件导入广联达BIM5D平台,对各项施工任务明确管理人员责任和施工班组责任人,规范施工进度管理,同时实时更新实际进度,通过平台实现进度滞后的智能预警,以便找出进度滞后的原因并及时采取措施。

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图35 Project进度管理应用

运用广联达BIM5D平台质量、安全管理模块,对现场巡检发现的质量、安全问题直接在移动端进行记录并将生成的整改通知书派发至责任人,同时通过跟踪功能实时监督问题整改情况,及时对已整改完毕的问题进行复查,以及及时对超时未整改的问题进行处理,极大地提高了现场管理工作的效率。此外,通过平台质量、安全问题的自动统计分析功能,方便管理人员掌握一定时期内的质量、安全趋势,了解项目近期存在的主要问题,以便制定针对性措施。

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图36 5D质量安全管理平台

将工人姓名、年龄、照片、工种、健康情况、技术能力级别等信息制成二维码并粘贴在工人安全帽上,工人进入施工区时扫描仪可通过二维码自动识别工人信息,同时统计工人数量,确保现场劳务人员充足,以免影响现场工期,也方便了对现场人员的管理。

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图37 二维码安全帽人员管理

将安全技术交底相关视频、图片、文字等做成二维码张贴于安全学习区,方便工人通过扫码进行安全技术交底的学习;将安全教育媒体资料做成二维码张贴在现场对应位置,加深现场人员的安全防范意识;给现场的易燃易爆产品和配电箱等危险源张贴二维码,该二维码信息包括产品编号、有效日期、安全检查合格证、直接责任人等信息,以方便人人监督。

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图38 二维码安全技术交底

将项目涉及到的工艺工法利用BIM技术做成可视化展示,并生成二维码张贴于质量技术样板展示区,方便现场人员获取信息。同时,将技术方案生成二维码,张贴于现场对应部位,方便现场工人随时扫码查看。

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图39 二维码质量管理

 为各类材料制作二维码,以便通过扫码快速得知原材料产品信息、材料进厂信息、材料取样送检信息、材料验收信息、材料取样送检信息、材料加工信息、材料实用信息、施工过程质量检查信息、工程质量验收信息等。此外,通过生成活码,利用活码可以修改连接内容的特点,对部分构件施工过程记录、实测实量结果等信息进行记录和更新,并将二维码与BIM模型挂接,在模型中点击链接即可浏览到相应位置的施工过程信息记录,包括进度、质量、技术等,过程中产生的问题及应对方案也一目了然。

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图40二维码实测实量记录

五、问题和经验总结

      1.问题

 1)技术力量较薄弱

企业在BIM技术人才储备方面,项目部技术力量较薄弱,在BIM相关软件的操作方面还有待提高,企业在BIM的投入需持续推进。

  2)设计与施工的割裂,使得设计模型在施工阶段还无法得到有效利用

项目施工图纸设计深度不足,导致模型不完整,且在施工过程存在较多的变更,BIM模型调整较多。

     2.经验总结

 1)从公司到分公司到项目,各层级提高站位意识,在项目初期,即建立起相对完备的团队,引导项目管理人员,发现施工难题,借以BIM来解决施工中问题,能有效提高BIM对施工的落地实施。

 2)引导与甲方、设计院、造价咨询公司、政府部门加强沟通协调,要求各专业分包需要提供相应BIM技术进行配合,全过程落地,从进度管理、成本管理、安全管理的角度更深入的与施工现场结合。

  3)BIM应用已经由之前的一味追求高大上,变成了建筑业各方追求BIM落地价值实现的现状,施工单位目的是通过BIM应用实现施工管理现状模式的变革,无论是响应政府的大数据信息化号召还是实现行业追求的智慧工地,基于BIM数据结合信息化管理平台的BIM式管理模式已经对传统施工管理模式发起了冲击,这样的冲击能让BIM更加快速发展起来。

来源:广西BIM联盟

         广西建工一建

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