BIM技术在沈阳地铁四号线沈阳北站站工程中的应用

BIM技术在沈阳地铁四号线沈阳北站站工程中的应用工程概况01BIM团队介绍02软、硬件配置03BIM技术应用背景04BIM技术的具体应用05BIM应用模式及经验06人才培养及改进方向07下一步实施项目及计划08CONTENTS目录01工程概况沈阳地铁四号线沈阳北站站工程，位于沈阳火车北站站前，沿北站路东西向敷设。本工程区域为铁路、地铁、公交站场综合交通枢纽，是沈阳地铁工程中交通最为繁忙，施工难度最大的地铁车站工程。设计概况沈阳北站站为地下四层双柱三跨岛式站台车站，全长148.4m，站台宽16m，主体结构标准段总宽度为25.3m，车站顶板覆土4m，车站标准段底板埋深33.55m。主体结构：盖挖逆作法施工围护结构：1.2m厚地连墙，深约50m工程桩、柱：30m长AM扩底灌注桩、33.95m长HPE钢管混凝土柱02

BIM团队序号部门人员名称职务承担的责任BIM履历1公司XXX公司总工决策实施5年2XXX技术中心主任协助实施、方案策划5年3XXXBIM技术主管技术指导、难点解析5年4项目部XX项目经理虚拟施工实施3年5XXX项目总工BIM技术实施、平台管理3年6XXX工程部长BIM建模、技术实施2年7XXX技术主管BIM建模、技术实施2年8XXX技术主管BIM建模、技术实施1年中铁上海工程局集团市政工程有限公司组建了由公司总工程师为带头人的BIM技术团队，团队中有多名行业内资深BIM专家，归口管理全公司设计施工深化与优化、BIM技术推广应用等工作，有效保证了BIM工作的顺利推进。03软、硬件配置软件配置AUTODESK软件应用：（1）CAD：设计图纸格式，用于二维平面图处理；（2）REVIT：结构、建筑及机电专业的建模软件；（3）NavisWorks：虚拟施工、碰撞检查应用软件；（4）3dsMax：三维效果图及动画专业设计应用软件。Bengtley软件应用：（1）ContextCapture：实景建模软件；（2）Acute3DViewer：实景模型处理软件；（3）Prostructures：钢筋钢结构建模软件

。广联达软件应用：（1）BIM5D：施工阶段精细化管理平台；（2）GMJ:模板脚手架设计软件。硬件名称品牌配置数量大型图形工作站HPZ240CPU英特尔Corei71显卡Quadrok2200内存32G硬盘1T移动图形工作站Alienware17CPU英特尔Corei71显卡GeForceGTX1070内存16G硬盘128g+1T移动终端手机若干硬件配置3、BIM软、硬件配置04应用背景

本站周边建（构）筑物密集：北侧地上为时代广场酒店、公交车站场，地下为停车场（Ⅰ区）；南侧地上为沈阳火车北站南广场，地下为停车场（Ⅱ区）、地下灯饰城仓库、；西侧地下为地下过街通道东侧地下为友好街地下灯饰城、国铁换乘中央大厅、商业区和既有二号线车站；2m*2.2m电力管廊横穿主体顶部。站址环境4.7m16m17.2m9.3m4.2m9.2m5.8m1.7m1.5m地下2层，覆土1.5m，埋深11.85m地上4~6层、地下2层，埋深10.5m地下1层，覆土1.8m，埋深8.8m地下2层，覆土1.5m，埋深12.45m地下1层，覆土1.8m，埋深6.85m地下1层，覆土1.55m，埋深8.5m6.4m2.05m2m*2.2m电力管廊地下2层，覆土0.3m，埋深8.8m车站位于沈阳北站南广场站前北站路下，每日客流量异常大，地面与地下紧邻多幢高层建筑物。依据站址环境，设计选择盖挖逆作法施工，为沈阳地铁四号线工程最大的逆作法施工地铁车站工程。盖挖逆作法施工工程难点涉及35.14m超深基坑施工、50m长钢筋笼运输吊装、邻近既有建筑物众多、破除封堵既有地下联络通道等多个危险源。重大危险源多周边地下大量构建筑物，距离1.5m至6.4m不等。且遗留89根锚索侵入本站，地连墙施工时需进行割除。施工空间狭小有限工期，对施工人员、施工技术、施工工艺、施工文件等进行组织管理，制定周密的施工计划，合理安排施工。组织协调难度大本工程施工工法包括了明挖、暗挖、盖挖逆作，其中暗挖包含了标准断面、双连拱断面，还有PBA工法形式。施工工法复杂地下灯饰城地下停车场Ⅰ区地下停车场Ⅱ区国铁换乘通道05BIM技术应用依据国家标准、结合本公司文件要求，对本工程进行BIM模型设计。优化各专业的建模规则、建立适合本工程的模型编码及命名规则。5.1BIM模型标准5.1BIM模型标准基于BIM模型标准，采用Revit软件进行土建建模，快速高效地搭建三维模型，为错漏碰缺检查及设计优化、管线施工综合排布、主材工程量统计和5D施工模拟等后续工作提供基础模型。本工程地处火车站前，通视条件差，采用GPS法、全站仪法进行数据采集进度缓慢，人员进行作业时的危险程度高。借助无人机倾斜摄影测量技术，进行航拍。安全高效地进行现场的数据采集。现场交通状况无人机摄影传统BIM5.2无人机倾斜摄影技术基于Bentley系统的ContextCapture软件，以航拍数码照片作为输入数据源。能生成所需的坐标点云模型。点云模型航拍影像5.2无人机倾斜摄影技术基于点云模型，形成高分辨率的三维地面模型，收集现场全景信息，得到现场的“实景模型”。可量测实景模型三角网格模型可编辑、可修改：将实景模型导入BIM软件，组合结构模型，做到全方位展示工程形象高精度、可量测：可测量长度、面积、体积（本次精度为厘米级）5.2无人机倾斜摄影技术生成的实景模型具有可编辑、可修改、高精度、可量测等特点在项目部临建设计阶段，基于临建BIM模型采用全景技术对内部装饰装修效果进行全方位展示。全景技术成果直接输出为网页链接形式，无需任何其他软件即可点击观看。让领导层轻松、直观地了解设计意图，方便做出决策。5.3全景技术应用界面介绍：用户登陆/退出族库平台查看、修改用户信息查看授权到期时间企业员工用户交流分享族的内部广场上传、分享族文件升级软件至最新版打开用户帮助文档用查看族库平台的相关信息5.4族库开发设计主要功能介绍：打开面板后，输入公司授权的账号、密码即可使用族库平台的所有功能登陆与授权企业族显示员工动态、族热度，分类查询族信息，下载、收藏族文件我的族显示个人信息，查看全部已收藏的族，上传个人族文件5.4族库开发设计工具栏个人页面公司开发了具有自主版权、数据保密的BIM族库平台。用以推进BIM技术的应用，减少项目经理部建模人员工作量。5.4族库开发设计族库分类上传与下载，集成共享，解决项目技术人员建模难的问题。5.5VR技术应用VR技术即虚拟现实技术，通过VR+BIM的结合真正实现了可视化虚拟建造空间。本项目建有VR体验馆，以虚拟技术模拟真实场景，实现模拟验证真实施工环境下的状态，对平面布置进行优化。VR体验VR体验利用VR技术进行虚拟施工工艺模拟、工序样板制作，更直观表达工序要求。采用虚拟交互技术用于建筑工人安全体验，增强建筑工人的安全意识。5.5VR技术应用3D灭火安全隐患排查游戏针对易发生火灾部位建立多个BIM模型，体验人员操作装有体感设备的灭火器进行灭火。有助于提高项目人员消防知识、掌握灭火器使用方法。将安全隐患做成动漫风BIM模型，采取游戏的方式查找安全隐患。解决了传统学习方式互动性、体验性、趣味性不足的问题。5.5VR技术应用车站主体结构计算按底板作用在弹性地基上的平面闭合框架结构进行内力分析，采用“MIDASGEN8.0”整体模型计算，建立车站的主体结构模型，快速获取结构的三维模型验算。5.6模型验算与模架分析板—主筋—弯矩图板—分布筋—弯矩图板—主筋—剪力图板—分布筋—剪力图结合Abaqus软件，进行结构的相关静态应力与位移分析。辨认结构施工的关键点。5.6模型验算与模架分析侧墙—主筋—弯矩图侧墙—主筋—剪力图5.6模型验算与模架分析侧墙—分布筋—弯矩图侧墙—分布筋—剪力图5.6模型验算与模架分析在编制模架安全计算书时需要综合考虑多本规范，且对技术人员的力学水平有一定要求。广联达GMJ力学计算器具有国家专利，可以根据导入的BIM模型自动生成计算书。参照规范自动生成计算书计算难：

5.6模型验算与模架分析计算书中的弯矩、剪力图等都是根据工程实际数据计算得出，且计算书可以导出word格式，进行二次编辑。受力分析导出doc格式5.7模架设计按照住建部87号文中规定，在实际工程中高支模的判断需同时计算总荷载和线荷载，很复杂费事。使用广联达GMJ软件，根据BIM模型进行一键自动识别，并生成危险判断计算书。住建部87号文节选自动辨识高支模高支模识别难：

5.6模型验算与模架分析CAD手绘图方案中需要多张施工详图，即使是可以熟练使用CAD的工程师画一张也需要一到两个小时，非常费时耗力。自动输出详图GMJ软件可以在三维模型上任意剖切生成施工详图并可导出到CAD进行编辑，省时省力。5.6模型验算与模架分析三维架体模型现场架体GMJ软件能够利用三维模拟技术在移动设备上模拟施工，指导作业更加有效。对施工人员交底时由于工人的文化水平有限，通常不能理解、不能使方案落地。5.6模型验算与模架分析5.7施工进度模拟自定义流水段流水段关联模型对导入的模型进行自定义划分流水段，为分区域提取工程量、收支情况统计等功能打下基础。导入进度计划施工进度模拟将进度计划与相应构件或流水段关联。总体查看各个流水段工作进度，合理安排生产计划。5.7施工进度模拟按照时间、流水段，等多个维度快速、精确地进行量、价提取，并可导出excel文件。提高了准确度地同时，节约大量时间成本。查询方式工程量提取5.8成本分析与工程算量将模型和清单信息进行关联，通过输出的资金曲线对资金进行直观把控，加强对项目成本的监控，保障资金正常流转。清单关联资金曲线5.8成本分析与工程算量BIM5D管理平台通过手机、PC和web三端协同实现信息共享，实时掌握工程信息，为项目精细化管理提供支撑。PC端WEB手机端5.9协同管理平台模型导入模型对接安装BIM5D基于Revit的插件，直接将Revit模型导入BIM5D，省去二次建模的麻烦。模型导出5.9协同管理平台将工艺工法随时添加到工艺库中，根据需求把相应工艺智能推送到各班组的手机端，方便指导现场施工。真正实现技术工艺的标准化。web端查工艺手机端查工艺工艺库5.9协同管理平台web端查规范规范库BIM5D平台中内嵌了常见的施工规范和规程，为施工方案制定提供强大数据支撑。大幅提高方案编制效率。手机端查工艺5.9协同管理平台PC端查看问题质量管理当发现质量问题时通过手机终端直接拍照、录像、语音记录等方式将质量问题上传到云端并通知责任人，并自动生成整改通知单。手机端发起问题5.9协同管理平台除常规的发起安全问题外，可根据事故易发处设置定点巡视，安全员按时巡视并提交巡视结果。管理层可通过web端、移动端随时查看问题详情和统计分析。发起安全问题定点巡视安全管理5.9协同管理平台利用自动排砖功能快速生成精细化排砖图和材料统计表，大幅提升排布效率，减少返工现象、提高施工质量、节约物资和人力成本。自动排砖图现场施工优化二次结构方案5.9协同管理平台使用物料跟踪功能为预制HPE钢管柱分配ID信息并生成二维码，通过手机终端扫描，随时掌握构件状态，打破传统信息孤岛，实现信息共享。分配二维码BIM+物联网构件跟踪5.10构件追踪使用物料跟踪功能为预制HPE钢管柱分配ID信息并生成二维码，通过手机终端扫描，随时掌握构件状态，打破传统信息孤岛，实现信息共享。分配二维码构件跟踪5.10构件追踪二维静态的场地布置由编制人员依靠经验编制，因场地空间有限，大型设备操作空间交叉时有发生。建立3D模型对施工现场进行布设，多个方案模拟对比，直接反映出机械与临建的关系、确定最优方案。平面布置图三维场地模型5.11三维场地设计、交通纾解机械工作范围渣土车行车路径使用BIM软件将以上成果进行渲染动画并导出视频，用于向监理、业主等进行方案汇报。通过对履带吊的工作范围及渣土车的行车路径等进行动态模拟，直观判断施工机械的安置是否安全合理。5.11三维场地设计、交通纾解北侧还建道路南侧还建道路利用BIM模型演示各期围挡变化及交通疏解方案，三维环境下表达空间构筑物关系，更具有可实施性。（1）占用北站路及北站南广场部分市政用地，进行锚索切割、人防联络通道破除、电力管廊原位保护、围护结构及车站主体顶板、管线改迁及回迁。5.11三维场地设计、交通纾解恢复北站路恢复北站路模型（2）上述工作完成后恢复北站路，进行车站主体、E号出入口、F号出入口施工。利用BIM模型演示各期围挡变化及交通疏解方案，三维环境下表达空间构筑物关系，更具有可实施性。5.11三维场地设计、交通纾解三维可视化模型直观反映二维图纸中的错误及遗漏，本工程中一共完成土建施工优化34项，通过基于模型的图纸会审，完成施工变更、设计方案调整，节约成本约150万。5.12施工图深化设计RevitProstructures优点：通用性强，避免数据交换。缺点：对电脑硬件要求高，异形构件建模难。优点：大体积文件处理速度快，异形建模出色。缺点：与既有土建模型不兼容，软件成本高。5.13钢筋建模技术应用与传统民用建筑项目相比，城市轨道交通项目结构不规则、异形构件多。同时结合本项目工法复杂、重难点多等特点，最终选择Prostructures作为钢筋建模软件。软件界面参数化配筋基于BIM技术建模，清晰表达钢筋结构，便于三维交底和现场查询。5.13钢筋建模技术应用常规手算工程量自动生成工程量而基于BIM技术的钢筋工程量计算，能将计算规则及构件构造要求内置在软件中，自动生成工程量，大幅提高工作效率。常规钢筋工程量计算过程繁琐，且要求技术人员综合考虑结构施工图、平面整体表示法以及施工现场钢筋排布等。5.13钢筋建模技术应用输出钢筋大样图钢筋样板展示模型创建完成后，可以方便快捷地生成截面图、输出钢筋大样图，快速直观地指导现场施工。解决了钢筋辨识难、下料难的问题，利于钢筋材料的把控。5.13钢筋建模技术应用现场交底传统CAD图纸表达方式是二维的，复杂节点需结合多个平、剖面图表达，对于新技术员来说需要学习和经验积累的过程，而现场施工人员试图能力也有限。BIM技术可以把复杂节点做成具有真实空间比例关系的三维模型，让人清晰识别复杂节点的构造。5.13钢筋建模技术应用三维钢筋模型现场钢筋绑扎借助BIM技术进行三维钢筋建模，下达三维技术交底，并附加详细的钢筋量单，使生产人员清楚掌握结构钢筋的布设情况，避免错误施工情况的发生，有效的控制了施工质量、避免材料浪费。钢筋工程三维交底：5.13钢筋建模技术应用复杂节点概况：尺寸为2m×2.2m（内净空）的电力管廊，穿过车站主体结构左线上方，内设16根10kv+2根66kv高压电缆，钢筋砼结构，底板埋深1.95m～5.6m。电力管廊内部保护方案剖面图应对方案：基于BIM技术进行设计，在管廊与地连墙交接处管廊两侧打设RJP高压旋喷桩进行加固，防止地连墙成槽引起管廊沉降。电力管廊分段悬吊，回填恢复后再进行下一段施工。5.14复杂节点的施工方案RJP工法模拟RJP工法模拟RJP工法模拟：在电力管廊处地连墙施工前，在地连墙两侧、电力管廊中心线每边6m范围内施作RJP高压旋喷桩。避免地连墙成槽导致电力管廊下沉，同时解决了管廊下超深地连墙接缝止水问题。应对方案：基于BIM技术进行设计，建立施工工法的施工模型，进行施工演示。5.14复杂节点的施工方案电力管廊保护电力管廊保护重难点工程三维交底：电力管廊原位保护先例少，施工人员经验不足。应用BIM技术编制保护方案交底视频。整个施工流程清晰明了，技术要点和注意事项一目了然。5.14复杂节点的施工方案电力管廊处地连墙施工模拟：地连墙成槽模拟成槽机成槽普通导墙深2m，电力管廊两侧施作深导墙，深度至电力管廊下0.5m。成槽机成槽时管廊下方土体采用侧向抓斗成槽。侧向抓斗5.14复杂节点的施工方案管廊处地连墙模拟钢筋笼吊装电力管廊处地连墙施工模拟：将钢筋笼制作成“刀把型”，吊装到设计标高后进行横拉保证安装到位。地连墙施工采用“打一跳二”的施工顺序以减少对相邻区块的影响。针对电力管廊处地连墙施工模拟，同样基于BIM技术设计，清晰表达施工意图。5.14复杂节点的施工方案施工影像资料悬吊体系模拟基于BIM技术进行电力管廊处地连墙施工模拟采用纵梁支撑体系。纵梁上方为双拼25a的槽钢、间距为1m，管廊底部为双拼25a的槽钢、间距1m，上述双拼槽钢以Φ32精轧螺纹钢筋连接、间距1m。5.14复杂节点的施工方案公司级培训项目级培训公司高度重视BIM技术人才，每年进行一次公司级BIM技术培训、每周进行一次项目级BIM技术培训。强化BIM人才培养，形成自主建模团队，完成BIM技术的落地应用。5.15BIM技术培训冷冻机房模型机电模型基于BIM技术建立了机电专业模型。5.16机电建模技术应用依据BIM模型标准创建各专业建模，根据各专业内容开展深化设计（包括机房深化、管综优化、支吊架设计）。三维漫游可视化展示基于BIM可视化的特点，在施工前进行三维漫游、三维模型展示，使技术人员对设计要求做出正确理解和高效应对。5.16