第四十六期 兰州中心项目中的BIM技术应用

项目概况

兰州国际商贸中心（以下简称兰州中心），位于甘肃省兰州市七里河区西站商圈内，是集零售、餐饮、酒店、娱乐、金融、商务、住宅、文化休闲等综合为一体的大型建筑。项目占地面积约111 亩，总建筑面积:604215.63㎡，其中地上建筑面积429796.37㎡，地下建筑面积174419.26㎡，主要由裙房及三栋超高层兰州中心(180m)、兰州希尔顿酒店(140.15m)、兰州Soho(144.15m) 组成。建成后将是兰州规模最大、档次最高、业态最全、生态环境优、功能配套齐全的国际一流城市综合体。

项目难点

兰州中心项目总建筑面积超过60.4万平米，为兰州市最大的综合体工程，但施工场地小，场地布置难度大，交叉作业范围大，钢结构、高支模、超高层、大体量综合，机电管线排布复杂，施工图纸变更频繁，工程量核算复杂等。

解决方案

兰州中心项目中，由施工总包建立BIM模型，并将模型与现场实际相结合。BIM应用主要包括：图纸会审、场地布置、施工模拟、方案优化、技术交底、动态漫游、算量和碰撞检查、综合支吊架设计等。

图纸会审BIM 技术应用

通过设计院提供的二维CAD图纸翻建三维BIM模型，在建模过程中发现同一轴网上下层不一致、地下部分与地上部分柱子错位、梁上起墩、主次梁交接不合理、图纸标注错误、楼梯与结构梁净空不足、坡道净空不足、型钢深化不合理等问题；

图2 上下层钢柱错位（平面、三维模型）

a、由于施工场地非常有限、体量太大，现场群塔作业繁忙，为了避免出现施工安全事故，建立BIM信息模型，对群塔之间高低差、覆盖范围进行直观、预先模拟运行分析，从而更加合理布置，安全有效运行；

b、对现场未施工区域拟建造民工生活区，由于此部位结构形式复杂，普通二维图纸不能直观体现出结构之间的关系。通过建立BIM模型，找出布置板房的合理位置，发现洞井，提前做好安全防护，合理规划现场通道。

图3 现场三维平面施工布置

图4 生活区与施工现场合理布置

a、型钢结构与混凝土结构施工工艺模拟本工程有型钢混凝土组合结构、钢筋混凝土结构、型钢与钢筋混凝土交叉施。为了使施工作业人员明确施工流程及次序，保证施工精度，建立型钢、钢筋参数模型，现场对各个复杂施工区域进行三维交底。保证施工质量及进度。

图5 型钢与钢筋混凝土模型

b、高支模施工节点工艺模拟本工程高支模部分超过9处，为使高支模施工能够安全有效进行，预先进行三维架体排布、确定安全网铺设位置、混凝土分层浇筑高度 、剪刀撑位置及间距、梁柱节点加固方式、顶托自由端超长部位进行调整，最后制作成施工模拟动画对现场作业人员进行模拟交底，明确注意事项。

图6 高支模架体参数模型

c、施工模拟-通过超前模拟施工，对爬架顶升、塔吊附墙、人货电梯附墙位置及时间进行分析，确定合理的时间及位置，保障施工进度。

图7 兰州中心塔楼施工模拟

d、施工进度控制及分析

通过进度模型分析，综合考虑施工流水段施工，确定优先施工区域。根据对模型进度控制明确施工产值；使得形象进度更加可视化、直观化。

图8 现场整体进度三维模型

BIM应用

方案优化

通过模型直观可视性对复杂节点的工序排布、施工难点作以优化并进行三维交底。

a、兰州中心海底世界

兰州中心海底世界标高、预留孔洞、异形构造、混凝土标号均较多，通过建立BIM模型，发现建筑与结构之间的问题，确定异形构造的支模方案及混凝土浇筑方案，通过设置不同标号混凝土颜色方案，更加清晰不同标号混凝土浇筑位置。

图9 海底世界结构与建筑模型

b、消防水池与旋转汽车坡道相结合

希尔顿酒店消防水池结构形式较复杂，为保证混凝土连续浇筑不产生施工冷缝、跑模涨模等不良后果；利用BIM模型对支模体系、混凝土浇筑面内外标高控制、放坡比例、施工次序等进行逐一分析，并利用三维施工模拟进行交底，从而保证施工质量。

图10 消防水池与汽车坡道三维模型（三维交底）

c、方案优化、泵管布置

由于施工现场狭窄，可泵送点选择有限，综合考虑塔吊、场内交通、生活区环境等因素、确定合理的泵送点，明确泵管加固方式及附墙位置。确定裙房泵管分流位置，节约泵管，降低成本。

图11 施工现场泵送布置

d、BIM二次砌筑样板

通过建立BIM模型，对标准层进行BIM样板砌筑，明确构造柱位置。改变以往CAD排砖，利用三维模型排砖更加真实、可视化。

图12 BIM 砌筑样板层

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总结

通过运用BIM技术，在模型的应用过程中针对施工中的重点、难点、风险点进行施工模拟，寻找到更加合理的施工解决方案。强大的工程量统计功能为施工生产及工程算量提供了更加可靠、准确的信息。在对照设计二维图纸建立三维模型的过程中发现图纸问题，及早纠错优化。对施工现场机械位置场地道路、材料堆码进行三维对比优化设计，减少现场的二次搬运以降低成本。通过将土建模型与机电模型结合，进行碰撞检查、施工漫游，在施工未进行时优化管线排布。

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