BIM技術(shù)案例分享：BIM助力北京豐臺(tái)火車站改建工程

北京發(fā)改委近日表示，計(jì)劃今年完成豐臺(tái)火車站改建工程。新豐臺(tái)站位于北京西三環(huán)和西四環(huán)之間，站房建筑面積達(dá)39.88萬平米，是目前亞洲站房建筑面積最大、國(guó)內(nèi)首個(gè)采用普速、高速雙層立體車場(chǎng)設(shè)計(jì)的鐵路交通樞紐工程。新豐臺(tái)站將與其他北京鐵路樞紐深度融合，優(yōu)化完善首都綜合交通體系，并迎來“保障雄安新區(qū)建設(shè)”的全新使命。

在中鐵建工北京豐臺(tái)站改建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，是一派熱火朝天的施工景象。尤為引人注目的是29臺(tái)高聳的吊機(jī)長(zhǎng)臂，林立于鋼筋混凝土叢林，起升轉(zhuǎn)動(dòng)，忙而有序。這么密集的履帶吊、塔吊同時(shí)作業(yè)，如何避免發(fā)生碰撞、確保作業(yè)安全呢?

“這要?dú)w功于我們依托BIM技術(shù)開發(fā)的履帶吊塔吊防碰撞系統(tǒng)。”中鐵建工豐臺(tái)站BIM及信息化中心負(fù)責(zé)人董無窮說。致力打造“精品工程、智能客站”，豐臺(tái)站改建施工伊始，項(xiàng)目即引入BIM技術(shù)，開發(fā)履帶吊與塔吊防碰撞系統(tǒng)、研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)管理平臺(tái)……BIM技術(shù)的一系列創(chuàng)新應(yīng)用、集成應(yīng)用和深化應(yīng)用，讓這座現(xiàn)代化鐵路站房建造變得更“聰明”。

“捧回2020年全國(guó)最后一項(xiàng)BIM大賽大獎(jiǎng)，豐臺(tái)站2020年度BIM應(yīng)用畫上了圓滿句號(hào)。”董無窮口中的大獎(jiǎng)，是行業(yè)頂級(jí)賽事——中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)組織的第五屆建設(shè)工程BIM大賽獎(jiǎng)項(xiàng)，項(xiàng)目部提交的《北京豐臺(tái)站鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理與建造應(yīng)用》獲評(píng)一類成果獎(jiǎng)。

由“制造”到“智造”，是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。BIM又稱建筑信息模型，是一種利用信息技術(shù)和數(shù)字模型設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理的方法，其作為智能建造的重要手段之一，越來越廣泛地用于施工生產(chǎn)。

豐臺(tái)站是國(guó)內(nèi)首例普速、高速雙層車場(chǎng)布置的大型現(xiàn)代化鐵路站房，地上4層、地下3層，總建筑面積40萬平方米。站房工程鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量約20萬噸，構(gòu)件數(shù)量、單個(gè)尺寸及重量大，且多種專業(yè)交叉施工，現(xiàn)場(chǎng)空間狹小，給施工管理和安全質(zhì)量控制帶來極大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)狀如此，如何破局?項(xiàng)目部在科學(xué)技術(shù)上下功夫、在新產(chǎn)品開發(fā)上找出路。BIM團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了基于BIM+GIS(地理信息系統(tǒng))的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺(tái)。該平臺(tái)由網(wǎng)頁交互端、服務(wù)器端和手機(jī)APP端3部分組成，共包括項(xiàng)目總覽、6S管理等八大模塊，內(nèi)容覆蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工廠加工、物流運(yùn)輸?shù)?個(gè)階段16個(gè)環(huán)節(jié)的全過程管理。

平臺(tái)對(duì)各種信息的集成與抓取，不僅為質(zhì)量追溯提供了依據(jù)，也能夠反向驅(qū)動(dòng)BIM模型變化，實(shí)現(xiàn)不同管理結(jié)果的數(shù)據(jù)篩分應(yīng)用。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理復(fù)雜、信息采集不方便等特點(diǎn)，BIM團(tuán)隊(duì)研發(fā)了平臺(tái)移動(dòng)APP端，內(nèi)容涵蓋構(gòu)件從出廠報(bào)驗(yàn)到現(xiàn)場(chǎng)焊接、探傷的整個(gè)業(yè)務(wù)流程。管理人員和現(xiàn)場(chǎng)工人使用APP掃描平臺(tái)賦予各鋼構(gòu)件唯一的二維碼，便可查看該構(gòu)件高精度的模型;同時(shí)通過掃碼、拍照、上傳三步，還可將施工人員、作業(yè)時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)照片等與構(gòu)件自動(dòng)關(guān)聯(lián)，真正讓BIM模型應(yīng)用下沉至一線作業(yè)人員。

“豐臺(tái)站項(xiàng)目的BIM應(yīng)用亮點(diǎn)突出，特別是BIM云計(jì)算平臺(tái)、自主研發(fā)的基于BIM+GIS的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺(tái)及應(yīng)用具有較強(qiáng)創(chuàng)新性，應(yīng)用落地取得了大量的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。”2020年11月19日，豐臺(tái)站作為北京市BIM應(yīng)用示范工程，通過北京市住建委中期檢查，當(dāng)時(shí)的工作會(huì)上，與會(huì)老師組一致評(píng)介。

項(xiàng)目部建設(shè)的以BIM和GIS模型為載體的智慧工地平臺(tái)還集成了其他多種模塊，如高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)、群塔防碰撞與吊鉤可視化系統(tǒng)、環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。在前端，各業(yè)務(wù)操作全三維化交互;在后臺(tái)，各系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。管理人員可直接基于三維界面管理，提高了現(xiàn)場(chǎng)管控能力。

眾多智能設(shè)備，如無人機(jī)、放線機(jī)器人、三維掃描儀、VR設(shè)備等設(shè)備的結(jié)合應(yīng)用，最大化發(fā)揮了BIM模型價(jià)值。BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用無人機(jī)僅用1周時(shí)間就完成了站房周邊6平方公里的現(xiàn)狀建筑、地形采集和數(shù)據(jù)處理，為解決站房與周邊銜接關(guān)系提供了有效支撐。“放線機(jī)器人是BIM的好伙伴，以前兩個(gè)人完成的放線任務(wù)現(xiàn)在只需要一個(gè)人就能完成。”董無窮說。

三維掃描儀則如同給人做體檢一樣，在項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)之初對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形進(jìn)行原始精確采集，每一個(gè)建筑物、構(gòu)筑物的最小采集尺寸精確到毫米，彌補(bǔ)了無人機(jī)局部建模精度不高的弊端。BIM與VR設(shè)備的廣泛融合應(yīng)用，重點(diǎn)表現(xiàn)在直接將深化建立好的BIM模型導(dǎo)入VR軟件和設(shè)備中，與傳統(tǒng)平面顯示器展示不同的是，技術(shù)或管理人員可以在虛擬環(huán)境下，了解構(gòu)件內(nèi)部構(gòu)造尺寸、機(jī)電管線排布情況，以及裝飾裝修效果等，提升對(duì)工程和工藝的理解。

在豐臺(tái)站改建過程中，中鐵建工全力推動(dòng)BIM、信息技術(shù)與建筑工程管理深度融合，在施工部署、施組優(yōu)化和方案比選等方面發(fā)揮了重要作用。

在場(chǎng)地布置時(shí)，由于豐臺(tái)站工程周邊環(huán)境影響因素眾多，傳統(tǒng)的二維平面布置和施工部署，無法就施工過程中的動(dòng)態(tài)影響做出全面分析判斷。技術(shù)團(tuán)隊(duì)依托BIM三維可視化特點(diǎn)，建立工程附屬場(chǎng)地和設(shè)備設(shè)施模型，理清了設(shè)備及環(huán)境等對(duì)正式工程的影響。

豐臺(tái)站工程勁性鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件多、尺寸大，鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋、預(yù)應(yīng)力交叉結(jié)合施工，管理難度極大。技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用BIM三維可視化和模擬特性，對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行1∶1建模，提前消除鋼筋碰撞問題，并結(jié)合施工順序和要求，優(yōu)化鋼筋排布方案，同時(shí)對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行三維可視化交底，保證了施工順利。不僅如此，項(xiàng)目部還在工程量特別大的二次砌筑中，利用BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)與出圖，解決了各類管線及結(jié)構(gòu)物碰撞問題。每張圖紙上均有對(duì)應(yīng)的三維BIM模型二維碼，供施工及管理人員掃碼查看，提高了施工精度和效率。

兩年來，豐臺(tái)站BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)共開展了6大類39項(xiàng)基礎(chǔ)應(yīng)用，完成48個(gè)各類型節(jié)點(diǎn)的深化與優(yōu)化工作，基于BIM的圖紙會(huì)審發(fā)現(xiàn)圖紙問題481條。豐臺(tái)站BIM應(yīng)用得到業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可，先后榮獲“龍圖杯”全國(guó)BIM大賽一等獎(jiǎng)、第三屆優(yōu)路杯BIM技術(shù)大賽金獎(jiǎng)、第二屆“共創(chuàng)杯”智能建造技術(shù)創(chuàng)新大賽施工組一等獎(jiǎng)等10余項(xiàng)領(lǐng)域內(nèi)重量級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。

BIM模型在施工過程中的應(yīng)用可全面提升工程造價(jià)行業(yè)效率與信息化管理水平，優(yōu)化管理流程，高效率、高精準(zhǔn)度的完成工程量計(jì)算工作。以上內(nèi)容就是“BIM技術(shù)案例分享：BIM助力北京豐臺(tái)火車站改建工程”，更多BIM熱點(diǎn)資訊/教程分享歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)“BIM實(shí)訓(xùn)”，也可點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載領(lǐng)取精品學(xué)習(xí)資料。