北京新機場超大平面航站樓BIM應用
北京新機場，即北京大興國際機場，是建設在北京大興與河北廊坊間的超大型國際航空綜合交通樞紐。北京新機場主體工程於2016年開工建設，建成後將與現有的首都機場、天津濱海機場、河北石家莊正定機場一起，形成京津冀機場群，是國家重點建設項目。
北京新機場效果圖
北京新機場項目結合結構超大超長、中心區鋼連橋跨度大、隔振系統節點複雜、鋼結構支撐形式多樣、屋面鋼網架造型變化大和機電系統複雜，項目參與方眾多，施工管理難度大。
「砥礪奮進的五年」成就展上
北京新機場模型吸引了眾人的目光
在BIM技術的應用上，著重於將BIM技術與建造技術、信息化技術和項目管理相融合，科學高效地解決項目施工難題，提升管理效率，也使得本項目成為BIM技術向智慧建造方向發展的典型案例。
BIM組織與應用環境
BIM技術在本項目的應用主要在施工階段，應用目標包括：
動態管理選擇較為成熟的基於BIM的管理平台，收集整理項目過程信息，實現項目動態管理
方案模擬利用BIM模型的可模擬性，對複雜施工技術方案、節點、施工工序進行模擬
深化設計利用BIM技術進行各專業深化設計及管線綜合
商務管理將BIM模型與施工現場管理緊密結合，實現基於BIM的進度、成本、竣工交付管理
增強競爭力以自有BIM團隊為主力，增強在施工領域BIM技術應用方面的競爭力
本工程在施工前期階段先行制定了完整的BIM實施方案。同時為了解決技術難點，本工程在項目管理、方案模擬、商務管理、動態管理、預製加工和深化設計等6方面應用了BIM技術，並制訂了相關BIM工作標準。
北京新機場俯瞰效果圖
軟硬體環境
軟體工作類：
AutoCAD、Autodesk Revit、Navisworks Magicad、MST、XSTEEL、ANSYS、SAP、MIDAS、3D MAX
軟體平台類：
Glodon BIM5D、Glodon GCL
主要硬體：
塔式工作站、移動工作站、移動終端
BIM與建造技術的結合
模型創建
本工程創建了地表模型、土方模型、邊坡模型和樁基模型，進行地質條件的模擬和分析，土方開挖工差算量，節點做法可視化交底以及對8275根樁基的精細化管理。
模型創建
標註
通過創建洞口族文件及標註族文件，實現二次結構洞口及標註的自動生成大大減少了標註的工作量，並且避免了由於人為失誤導致的標註錯誤的發生，極大地提高了標註的準確性和統一性。
勁性鋼結構工藝做法模擬
本工程勁性鋼結構具有體量大、分布廣、種類多、結構複雜等幾方面特點，用鋼量達1萬餘t，與混凝土結構大直徑鋼筋連接錯綜複雜。在正式施工前，深化設計人員利用BIM技術，將所有勁性鋼結構和鋼筋進行放樣模擬，在鋼結構加工階段完成鋼骨開孔和鋼筋連接器焊接工作；並與結構設計師密切溝通，形成完善的深化設計方案指導現場施工。
勁性鋼結構工藝做法模擬
隔震支座施工工藝模擬
本工程建成後將成為世界上最大的單體隔震建築，共計使用隔震橡膠支座1124套； 如此超大面積超大規模使用超大直徑隔震支座在國內外尚屬首次。
通過建立BIM模型，對隔震支座近20道工序進行施工模擬，增強技術交底的準確性和一致性，提高現場施工人員對施工節點的理解程度，縮短工序交底的時間。
臨時鋼棧道施工方案模擬
本工程首次將鋼棧道應用在超大平面的建築工程中，以解決深槽區中間部位塔吊吊次不足的問題。
棧道的結構設計、使用方式、位置選擇是鋼棧道工程的難點，優化設計、節約材料是體現鋼棧道經濟性的關鍵。鋼棧道在方案策劃和設計的過程中充分利用BIM技術進行方案的比選，對鋼棧道的生根形式、支撐體系、構件選擇以及貨運小車在運行中的受力情況進行了詳細的模擬和驗算，方案模擬為最終的決策起到了至關重要的作用。
臨時鋼棧道施工方案模擬
鋼結構方案模擬
利用專業軟體MST、XSTEEL、ANSYS、SAP、MIDAS、3D MAX建立空間模型、進行節點建模及有限元計算、結構整體變形計算和施工過程模擬。
鋼結構分析軟體
BIM與信息技術的結合
三維掃描與高精度測量設備的應用
通過對基坑進行三位數字掃描，將形成的點雲文件通過REALWORKS軟體轉換後，與創建的基坑模型進行比對校驗，快速準確地發現土方開挖的差值，及時調整開挖工作，有效避免重複作業。在基礎底板和結構施工階段引進GNSS全球衛星定位系統進行測量控制，並採用全站儀對基坑進行高精度測量。
三維掃描與放樣機器人的結合應用
首次採用基於測量機器人及Metroin三維測量系統的精密空間放樣測設技術，實現了大型複雜鋼結構施工快速、準確的空間放樣測設。
大跨度鋼網架構件物流管理系統
針對屋蓋鋼結構桿件63450根，焊接球12300個的管理，研發了以BIM模型、資料庫及二維碼為核心的物流管理系統。將物聯網技術與BIM模型結合，利用物聯網技術實現了構件管控的高效化和精準化。
塔基防碰撞系統
本工程現場共27台塔，群塔集中作業，體量龐大，碰撞關係複雜。為了在不降低施工效率的同時又有效地保證塔基的安全運行，項目研發並安裝了塔基防碰撞系統，對臨塔的水平向及垂直向預警。在事故產生前防碰撞系統進行預判，有效地避免了安全事故的發生。
BIM與項目管理的結合
樁基精細化管理
通過基於BIM技術的樁基精細化管理平台，對樁基工程進行進度控制及多維度分析。通過管理平台對施工進展情況實時監控，並對施工區域內樁基工程的鋼筋籠、進度計劃、施工機械和場地條件進行全面的精細化管控。
樁基精細化管理平台
BIM5D管理平台
BIM5D以BIM平台為核心，集成全專業模型，並以集成模型為載體，關聯施工過程中的進度、成本、質量、安全、圖紙、物料等信息。利用BIM模型的形象直觀、可計算分析的特性，為項目的管理提供數據支撐，協助管理人員有效決策和精細管理。
通過將BIM技術與建造技術、項目管理和信息化技術的結合，高效準確地解決關鍵技術難點，提高了項目管理信息的共享程度，豐富了項目管理的管理手段，提高了管理準確性和科學性。同時，通過利用BIM 技術的可模擬和可分析的特性，對重點方案進行預先模擬，降低了施工風險及成本。
參考文獻：
張可嘉，等. 《北京新機場超大平面航站樓結構工程BIM技術研究與應用》.
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