大型场馆施工如何利用BIM技术排忧解难？

大型场馆施工如何利用BIM技术排忧解难？

威海国际经贸交流中心项目选址于东部滨海新城核心区，逍遥湖西侧，北邻环海路，西邻逍遥大道，南邻松涧路，通山达海，山海相融。项目规划建设内容包括会展中心、人居中心、国际交流中心、五星级酒店及商务酒店区。 项目分两大区域，会展综合区和会议人居区，总建筑面积约32万㎡。会展综合区包含多功能展厅、标准展厅、登陆厅、会展廊等部分；交流人居区包含国际会议中心和人居中心两部分。

项目分区图

本工程结构类型多，造型新颖，含双曲正交桁架结构、钢框架结构、张弦梁结构等；体量大，工期紧，如何高效融合土建、钢构、机电、装饰、幕墙、金属屋面等专业难度大；40mm以上厚板占比大，且项目临海，大风天气多，支撑胎架的安装与卸载、厚板及超厚板的焊接、钢构件的防腐技术要求高。标准展厅张弦梁最大跨度87.2m，采用双索反拱屋面张弦梁、高钒索索夹安装，索的张拉过程控制，张拉力的计算、变形控制难度大。

（a）标准展厅立面效果图

（b）标准展厅斜向效果图

对此，项目部采用BIM技术，在“场地布置”、“深化设计”、“3D可视化”、“虚拟样板”、 “施工模拟”、“施工验算”、“进度管理”、“质安管理”、“成本管控”、“BIM+VR”、“BIM+大数据平台”等方面集成应用，确保工程品质。

项目场地辽阔，占地32万㎡,单体众多，用钢量大，构件数量庞大。施工前期，对施工各阶段进行三维立体虚拟布置，直观反映进场道路、材料堆场、加工棚 、临时用电等情况；施工阶段采购大疆无人机对施工现场累计500余次航拍，高清照片数万张，动态调整现场平面布置，保证现场道路畅通，方便人员管理，合理组织水平运输，动态掌握现场实时进度 。

（a）场地虚拟布置

（b）无人机航拍图

利用模型可视、直观的优点，在图纸审查阶段借助模型发现图纸问题，并将图纸问题反馈给设计院后再根据设计方的回复修改优化模型，一方面提高了图纸审查的质量，另一方面也保证了BIM模型的准确性 。

（a）图纸会审一

（b）图纸会审二

综合考虑构件预制加工、运输、吊装等环节，建立与实际施工完全相同的1：1全真模型，最优化钢柱、桁架、张弦梁等的分段分节；根据钢筋排布，细化钢构件与混凝土连接节点，精确指导现场施工，大大降低现场构件返工率 。

（a）多功能展厅

（b）会议中心

（c）会展连廊

（d）双层展厅

（e）标准展厅

基于BIM可视化特点，模拟现场施工，对大跨度张弦梁、钢构与钢筋复杂连接部位等施工前向各专业人员进行三维交底，避免因作业人员错误理解导致的施工不当 。

三维技术交底

技术交底记录

通过BIM软件建立构件信息、节点做法、安装措施、安全防护等虚拟样板并生成二维码，在移动端直观、方便地对各个环节人员进行施工各阶段安全技术教育与交底，有效预防质量通病 。

（a）构件信息

（c）五局虚拟样板

（d）施工虚拟样板

利用BIM技术模拟多功能展厅、会议中心、标准展厅大跨度张弦梁、高钒索张拉等施工过程，同时对设备行走路线、临时支撑措施、构件安装顺序进行模拟，提前找出施工中可能遇到的各种问题，对各项施工方案进行比选，确定最经济且安全的施工方案 。

多功能展厅施工模拟

1、搭设支撑胎架

2、吊装第一榀组合梁

3、钢屋盖支座及立柱施工

4、由两侧向中间分级卸载，补全次梁

5、安装拉锁，安装滑移设备

6、滑移单元向前滑行一个轴距

7、吊装第三榀组合梁及两侧次梁

8、再次向前累积滑行一个轴距

9、完成剩余累积滑移部分

10、将屋盖滑移至对应轴线位置

11、拆除高空拼装平台

12、安装两侧山墙及上部结构

利用Midas gen对标准展厅张弦梁安装及挂锁过程中的跨中挠度、竖向位移、变形等进行全过程模拟计算分析；对临时支撑在受侧向风压、顶部荷载情况下进行竖向侧向位移、沉降等模拟计算，确保施工全过程安全可靠 。

标准展厅屋盖安装过程分析

下部结构安装完成

1-1安装完成

1-2安装完成

梁1挂索安装完成

2-2安装完成

1梁2间结构安装完成

2挂索安装完成

盖挂索及安装完成

采用BIM技术导出待安装构件清单，编制构件进场计划和安装计划，明确每根构件的进场时间，确保进度可控。将构件加工进度计划、进场进度计划、吊装进度计划等输入BIM模型内，并根据现场实际情况进行对比，对未满足计划的构件进行跟踪反馈，分析原因，及时纠偏，同时辅以无人机进行进度监测，避免盲目施工 。

（a）导出构件清单

（b）输入进度信息

（c）标记状态信息

采集现场数据，对应到工程模型相关位置，在移动端建立质量缺陷数据库，形成可追溯记录，对易产生问题的节点进行数据分析统计；在模型中找到施工过程中所有危险源，对安全兜网、生命线、操作平台以及安全通道等进行模块化布置，保证施工安全 。

（a）质量数据采集

（b）质量数据采集

（c）安全数据采集

（d）安全设施模块化布置

合理的分段分节可降低运输及现场吊装成本；提高支撑胎架、地下室顶板加固措施的周转使用，可最大程度上节约成本；同时利用BIM模型快速提取各施工阶段工程量，为成本计划、分包结算、业主算量等各阶段的成本管理提供准确数据支持 。

（a）构件分段分节

（b）构件加工详图

（c）准确提取工程量

（d）构件相关信息

施工前期，积极与总包和业主沟通，详细阐述建筑施工领域新的BIM技术对施工产生的积极性影响。将VR与BIM技术相结合，建立仿真场区，既可节约场地，又可减少实体投入；将BIM技术与大数据智慧工地云平台，解决施工现场管理难，安全事故频发、环保系统不健全等问题。满足总包随时随地查看、跟踪、及时解决现场问题，提高工作效率的需求 。

（a）BIM+VR

（b）BIM+大数据平台

经实例证明，超大型多结构大型场馆运用BIM技术能有效解决传统施工中存在的各种通病问题，为今后类似项目提供了很好的一个解决方案 。