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1、黄为BIM技术在基础设施工程中的应用图1 新机场连接线三标（双埠-夏庄段）场地规划【摘要】为探索BIM技术在基础设施中的应用点，文章以某新机场三标耐候钢 转体桥为研究对象，利用BIM软件对项目所处地形位置进行分析（如坡度、方 向、等高线、流域等），为后期方案设计做准备。施工过程中运用Revit中的 工程明细表复核工程量提升工程量统计效率、并通过三维施工图样的生成，对 一些复杂节点进行交底，突破技术难点。Fuzor软件导入施工计划，把三维模 型加上时间维度，形成4D模型，对进度进行实时把控。转体过程中，得出冲突 墩身的安全高度，为转体过程中的安全和转体后工期提供保障。在BIM方案比 选中，通过B
2、IM模型的细部调整，展示不同方案的细微之处，提高方案的决策 的准确性和时效性。在方案汇报中，BIM模型+动画展示，利用BIM模型可视化 强的特点，精准表达出方案的设计意图。在BIM+绿色施工中，在设计、规划阶 段对模型进行细部调整达到节能、节材、节地、节水的目的，使项目增值。【关键词】BIM技术；场地规划；工程算量；方案比选；4D模拟；绿色施工【中国分类号】U445. 1【文献标志码】ABIM在建筑施工上的应用目前比较成熟，各专业之间的交叉碰撞检测能够产生 较大的经济效益3,但对于基础设施，应用点还需进一步拓展。本文基于中 铁十四局承建的某新机场三标连接线项目，在前期场地规划、钢箱梁吊装的方
3、案比选、工程量复核、构件之间的碰撞检测、施工工艺模拟、进度管理、5D施 工平台管理等应用点中4,深度挖掘BIM技术对基础设施项目的价值，为类似 的施工项目提供借鉴。1 BIM应用点1场地规划运用BIM技术进行场地规划是为了达到项目的有序进行，减少机械之间的交叉 冲突，通过场地布置，对场地进行功能分区，优化施工组织设计（图1）。场 地规划中运用BIM技术进行优化设计，地形勘测数据的获得是必要的，建模软 件建立建筑实体模型（图2）,需借助倾斜摄影得出地形模型与工程实体模 型，并通过坐标定位进行整合或者通过测量数据导入Civil3D中形成等高线后 在Revit软件中进行整合5。借助软件（Infraw
4、orks）得出场地数据，如坡 度、方向、高程、等高线等（图3）,或测量数据导入至Civil3D中进行地形 分析，可以进行土方量的计算。基于BIM技术可视化强的特点，在场地规划 中，分析机械之间的交叉作业，避免冲突，优化各功能区的设置，形成功能区 之间的最优配合，得到最优方案6-7。1.2工程算量与工程造价工程量计算是工程造价编制的基础，BIM的自动算量功能能对不规则的三维模 型进行算量统计，并提高计算的客观性和效率。工程的管理是动态的管理，而 成本的控制是随着施工过程不断产生变化的，BIM模型上的工程量信息加上时 间维度，可以显示不同施工阶段的施工成本，有利于项目的成本管控。在该新 机场三标项
5、目的方案编制中，采用在总拼胎架上把钢箱梁的板单元拼装成块单 元，并进行分块吊装，方案初始将钢箱梁分成5块或者10块（表1、表2）, 传统的的办法计算每一块钢箱梁的重量十分困难，而Revit建模软件能实现精 准建模，得出每一块钢箱梁的体积，为后续的支架设计，和龙门吊的选型提供 理论依据（图4）。BIM的工程量是软件计算的，其精准度取决于模型的细度, 不受人的干预，技术人员可以从大量的重复性和机械性的算量工作中脱离出 来，新机场三标通过工程在线平台，使得参与各方共享BIM信息，提供统一工 程量，在统一模型进行互动。1. 3碰撞检测和施工图样生成利用BIM可视化强的特点8,碰撞冲突检测在机电领域能产
6、生较好的经济效 益，在基础设施领域，方案的设计阶段可以用来检测空间的位置关系。本项目 在设计格构式管桁架时，运用Fuzor里的冲突分析功能，分析支架的高度与支 架的空间位置关系的合理性（图5）。对于复杂节点，通过生成三维立体图， 使交底形象化，提高交底效率（图6、图7）。1.4 方案比选本项目主体工程为2X120 m钢箱梁转体桥，上跨6条既有铁路，上跨6条既 有铁路，施工场地狭小，施工条件复杂，受道路运输、航空限高、临近铁路和 业主要求年底主线通车等多种因素制约，施工难度大，工期紧张，项目前期通 过大吨位吊车吊装、大吨位履带吊吊装、龙门吊吊装等多个方案比选，得出龙 门吊吊装为此项目的最佳吊装方
7、案。通过建立模型，分析每一种方案的利弊关 系，经过综合考虑得出：履带吊和汽车吊工期受工序影响不能平行作业，且在 铁路间作业具有倾覆的危险，得出龙门吊为最佳方案（图8）。1.5 BIM4D 模拟2X120 m耐候钢箱梁转体桥在厂家生产出板单元，在总拼胎架上由单元拼装成 块单元，采用4台龙门吊吊装至格构式管桁架进行高位焊接的方式，在路中 间作业，空间狭小，必须进行精细化工期管理，本项目通过Project编制的进 度计划，导入至Fuzor中的4D模拟中，让项目上每一个人员实时把控施工进 度，做到全员心中有进度（图9）。1. 6转体过程控制2X120 m耐候钢箱梁逆时针转体，转体过程中上跨6个墩柱（左
8、2#、左3#、 左4#、右4#、右5#、右6#）,根据施工工期安排，需将此6个墩柱控制在安 全高度以内，既满足钢箱梁转体高度要求，又能保证不影响后续工期，而传统 的计算方法存在一定的误差，本项目通过BIM技术的精准建模来模拟钢箱梁转 体过程，通过找到钢箱梁转体过程中的碰撞点来推导出转体过程中，冲突墩身 的安全高度（图10） O左幅钢箱梁转体过程中与墩柱右5#碰撞冲突如图11所示，墩顶和碰撞点的高 差为1.937 m,设计墩身高度为17.5 m,计算得出不影响转体墩柱理论高度为 15.6 m,利用Revit里的高程点可以推导出其他墩身的冲突高度，设计出钢箱 梁转体过程中的冲突墩身的安全高度（表3
9、）。1.7 施工工艺模拟 在BIM技术中，利用模型背后的信息进行信息化管理，通过数据的处理提高项 目管理水平，使项目增值，还可以通过模型本身进行动画制作对施工工序进行 演示，采用REVIT+NAVISWORKS,进行动画制作，把重要的施工工序节点通过动 画进行展示（图12）。1.8 工程在线动态管理对于施工单位来说，BIM在施工阶段的应用，关键点在于如何利用模型中的数 据，提高信息化管理水平，使项目增值，本项目基于新机六院建立的工程在线 平台把物料的跟踪、隐蔽工程的验收、工程报表的提交汇总在一起，通过手机 APP进行实时汇报，使得业主、施工方、甲方能通过工程在线及时掌握施工进 度和质量问题，迅
10、速地对所存在的问题进行沟通，及时跟进并整改，共同推进 项目的有序进行（图13）。1.9 绿色施工BIM应用通过BIM技术实现绿色施工，是BIM技术应用在项目上的重要落脚点之一，也 是在建设工程全寿命周期过程中，如何提升工程质量、缩短项目施工周期、控 制项目造价的重要命题9。在绿色施工中的四节一环保中（节能、节地、节 水、节材和环境保护），通过运用GIS+BIM技术进行土地规划，充分利用土 地，在给排水设计、暖通管道设计中运用BIM技术进行合理设计，能有效地实 现节能、节水10L通过BIM技术的冲突碰撞检测，可以减少设计中的错、 漏、碰、缺，从而达到节材的目的。大型建筑非常复杂，建筑信息不仅仅是
11、材 料和结构形式、坐标位置等，采用CFD软件进行计算分析，得到结构形式后的 热岛强度、人行区风速、自然通风、声学模拟等情况，BIM软件导出Gbxml在 能耗计算软件Simergy,得到能耗分析结果。2结束语BIM技术目前在建筑领域上的应用点已经成熟，在基础设施领域还有待探索，本文基于BIM技术，从工程项目实际出发，在场地规划、工程算量、碰撞检测、方案比选、BIM4D模拟、施工工艺模拟、工程动态管理、绿色施工BIM应 用九个方面进行分析，为基础设施领域的BIM应用点提供一定的借鉴。Reference1姚晓琴，赖瑞蓉，李铁等.基于BIM的某金融港中心工程技术标编制J.建 设科技,2016 (5)
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