BIM技術在蘭州西站項目的研究與應用

范大鵬 楊平

BIM技術在蘭州西站項目的研究與應用

范大鵬 楊平

摘 要：以BIM技術結合寶蘭客運專線蘭州西站項目為依托，重點介紹BIM技術在施工總承包項目中的研究與實際應用情況。

關鍵詞：BIM；模擬；碰撞檢測；復雜節點

1 工程概況

蘭州西站項目工程站房主體結構采用現澆鋼筋混凝土框架結構+鋼結構夾層+鋼結構屋蓋，屋蓋主結構采用正交空間管桁架結構體系；機電安裝專業繁多，包括多路電源供電、照明、氣體滅火、消防水、給水、中水處理、虹吸雨水、消防自動報警、視頻監控、數據網絡、通信、公眾信息、建筑設備監控、能源管理、建筑設備集成、漏電報警、綜合布線等20多個系統。

蘭州西站作為中國鐵路總公司BIM試點工程，意義重大，為今后BIM技術在鐵路系統的開展做鋪墊。

2 BIM技術研究與應用

2.1 模型準備

蘭州西站模型是由同濟大學建筑設計研究院技術發展部（簡稱同濟院）負責建立，在2013年5月31日完成建模。由于設計圖紙的更新，蘭州西站三維模型也進行了模型的深化。由于國內沒有統一的標準，根據國外標準定性模型的精度為LOD300，在同濟院提供的模型基礎上，對蘭州西站進行4D模擬施工、管線綜合運用、復雜的節點模擬和三維渲染。蘭州西站項目全景模型見圖1。

2.2 管線綜合運用

與傳統的施工軟件相比，BIM能更好地協同各個專業系統，進行綜合檢測和觀察。利用BIM技術的三維可視化，對模型進行輕量化轉變，結合Navisworks軟件在施工前期進行碰撞檢測，生成碰撞報告文件，直觀解決空間關系沖突，優化工程設計，減少施工中可能存在的窩工和返工情況，優化空間和管線排布方案。問題被優先反饋到設計院，設計院根據碰撞報告文件進行施工圖紙的優化和修改，以滿足施工要求并指導施工。通過管線綜合合理布置，協同機電與土建、結構專業之間的信息交互，確定管線和預留洞的精確定位，避免二次開洞及堵洞，優化管線，提高機電安裝的效率，確保機電安裝的順利進行（見圖2）。

2.3 后期運維管理

本工程在施工過程中應用BIM技術，局部深化建模與現實建筑相符。在此基礎上，將BIM技術與運營維護管理系統相結合形成一個快速共享的管理平臺，可輕易查詢到每個房間的信息、功能、面積及商業租戶信息的變更。通過賦予各個系統的空間位置信息，把二維轉換成三維圖形位置，更直觀形象地觀察各個系統之間的關系，提前發現故障，便于查找（見圖3）。將獨立運行操作的設備數據上傳到平臺上，及時了解設備的運行狀況并進行遠程控制。通過大量的數據來分析在運維過程當中存在的問題和隱患，并優化和完善現行管理，達到最優狀態。

圖1 蘭州西站項目全景模型

圖2 管線綜合運用

2.4 模擬施工與指導施工

蘭州西站在結構施工階段通過疊加時間軸方式，進行進度三維模擬施工（見圖4）。運用三維空間直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，使管理人員在施工過程中發現問題，利用BIM技術在各個專業之間的信息交互，進行方案的合理優化修改，減少建筑質量問題、返工和整改，確保工期的順利進行，提前完成施工任務。

2.5 復雜節點優化

將9．45m復雜勁性梁柱節點進行精細化建模，表達出每一根鋼筋、套筒的真實性，在模型達到精度要求后，通過對復雜勁性節點的施工工藝模擬，與施工隊伍和技術人員進行三維可視化模型的技術交底，發現套筒連接對鋼筋下料要求高、焊接部位質量精度高等問題（見圖5—圖8）。利用BIM技術進行方案的修改、圖紙的深化，不僅節約施工時間，還確保施工質量。

圖3 運維管理

圖4 蘭州西站模擬施工

圖5 吊裝鋼柱

圖6 安裝主梁梁面縱筋

圖7 穿腰筋

圖8 最終成型

2.6 應用效果

蘭州西站采用大量的鋼結構施工，鋼結構體量大，結構形式多，同時與土建、機電等專業配合工作量大。如何避免在協同工作中防止碰撞等問題，提高施工效率就成了一個難點。通過BIM技術的模擬施工對鋼結構進行整體的規劃和吊裝工藝的模擬，采用疊加時間軸的方式進行可視化的動態模擬，直觀快速地觀察吊裝過程中發現的問題，并對鋼結構的吊裝方案進行修改，提前采取解決措施，減少返工等問題，提高吊裝的效率，為管理者提供可靠的數據（見圖9）。

圖9 鋼結構模擬施工

3 結束語

BIM技術對工程項目信息的數字化表達，在建筑業中的直接應用，代表信息技術在我國建筑業中應用的新方向。BIM技術涉及到建筑全生命周期的各個環節，運營單位通過對模型的查看和分析，可以了解到整個建筑的運行情況，有針對性地進行檢修和維護，只有貫穿整個施工過程和后期的運營維護才能實現價值。隨著我國經濟飛速發展，綜合利用BIM進行設計的技術會越來越成熟和完善，只有不斷地探索和實踐才能盡快走出一條新的發展之路。

范大鵬：中鐵建工集團有限公司北京分公司，工程師，北京，100010

楊 平：中鐵建工集團有限公司北京分公司，助理工程師，北京，100010

責任編輯 苑曉蒙

中圖分類號：U215.1；TP319

文獻標識碼：A

文章編號：1672-061X（2015）05-0067-03