论文摘要

 

 
在南宁华润中心东写字楼项目攻破的技术难关中,BIM技术的创新可圈可点。BIM技术应用几乎贯穿了项目建设的全过程,涉及施工技术验证、质量安全管理、计划协调管理、商务与资源管理和创新应用管理等建设环节,共达110多项。中国建筑第八工程局有限公司广西分公司(以下简称“中建八局广西公司”)副总工程师兼南宁华润中心东写字楼项目经理唐际宇就项目BIM应用经验进行了详细介绍。
 
 
施工技术:目前在建的南宁华润中心东写字楼项目是广西乃至西南地区的标志性建筑,作为这一工程的“领头人”,请您先介绍一下南宁华润中心东写字楼项目的基本情况。
唐际宇:随着北部湾经济区的设立,国家“一带一路”战略的实施,南宁市重新映入世人的视野。南宁华润中心正是应大势所趋,如同航空母舰驶入东盟商务区,引领南宁经济发展进入新纪元。而南宁华润中心东写字楼(以下简称“华润东”)犹如航空母舰上的舰岛桅杆,以445m的北部湾第一高度直指苍穹,划破天际(见图1),将南宁带入一个全新的发展阶段。南宁华润中心东写字楼总建筑面积28.7万m2,建筑高度445m,其中地下3层,地上90层,是一栋钢管混凝土框架与钢筋混凝土核心筒组成的框架核心筒超高层建筑。
 
施工技术:南宁华润中心东写字楼是广西北部湾目前在建的第一高楼,在建设过程中遇到了哪些困难和挑战,您是如何带领团队借助BIM技术一一攻克的?
唐际宇:华润东项目采用外框钢结构+混凝土核心筒的框筒结构形式,分别在43~44层、70~71层设置两道桁架加强层。项目技术特点明显,结构变化大,专业系统多,垂直运输要求高,施工组织难度大。因此,采用BIM技术解决超高层建筑施工中的技术、管理难题显得尤为迫切。
华润东项目BIM组织架构采用“4321”模式:4大业务板块(依专业划分)包括土建、钢结构、机电安装、幕墙工程;3大管理层包括业主、监理、总包BIM工作站在内的决策层,总包各部门组成的协调层和专业分包各单位组成的应用层;两大应用团队包括150名人员组成的建模和应用管理团队;同一管理平台,即在同一个管理制度、建模标准和集成软件平台下开展BIM技术应用。
项目BIM应用总体思路为“以建模为基础,以技术为核心,以工期为主线,以质量安全为抓手,以成本管理为导向,进行全过程、全专业、全方位的BIM应用,实现基于BIM的总承包管理模式的全面升级和工程项目的品质提升。”截至目前,项目BIM应用点多达110余项,形成了创新应用融入技术管理、质量安全管理、计划协调管理、商务资源管理、生产与进度管理的五位一体应用模式。
全过程、全专业、全方位的BIM应用主要包含以下方面。
1)施工技术
深化设计应用。设计单位提供了由SketchUp建立的建筑模型,项目部参照SU模型,结合设计蓝图,依托中建八局自主开发的族库,自主创新,开展项目深化设计工作。各专业均以LOD400(加工精度为LOD400,土建精度为LOD300)的精度要求,开展建模和深化设计。在深化设计阶段,利用BIM模型,解决不同专业之间的相互碰撞问题。运用三维模型直观形象地帮助项目技术人员解决伸臂桁架层顶模爬锥、塔式起重机埋件、钢结构、钢筋冲突等难题(见图2)。
大体积混凝土施工方案模拟。本工程地下室底板厚3~5m,最大厚度11.8m,混凝土浇筑量2.3万m3。面对基坑深、场地狭小等难题,利用BIM模拟实施方案,在场地内布置溜管2条、地泵3台、天泵1台,分3个阶段进行混凝土浇筑。同时模拟现场交通疏导方案,使得仅10m宽的道路能同时停靠4台混凝土搅拌车,并完成2300余辆次的流水卸料。最终,在68h内完成了全部混凝土浇筑(见图3)。
核心筒施工方案模拟。塔楼核心筒采用国内首创的内顶外爬,可水平与竖向同步施工的顶模系统(见图4)。设计团队以LOD400的精度,利用Revit建模,并导入Midas软件进行结构受力分析,在3Dmax上模拟水平与竖向结构U形同步施工,完成顶模系统的深化设计工作。通过模拟顶模与塔式起重机爬升关系,建立各阶段顶模、塔式起重机、钢结构等系统位置模型,布置60m独立高度的动臂塔式起重机,避免顶模、塔式起重机爬升时发生冲突。
 
钢结构工程施工方案模拟。塔楼应用Tekla软件建立钢结构加工模型,与土建结构配合分节分段,以模型指导工厂加工。根据吊装计划,模拟外框钢结构安装、桁架层钢结构安装、塔冠钢结构安装及宴会厅钢结构桁架安装,确定最终安装方案。
机电安装工程施工方案模拟。结合土建模型,在Revit上对机电管线进行深化设计,在Luban BIM works中对机电、土建及钢结构进行冲突检测、净高检查,进行优化设计,在BIM平台上进行方案会审,最终形成管线综合模型。根据留洞图排布轻质混凝土隔墙模型,一墙一图指导现场施工和验收,避免冲突。
2)质量安全管理
危险源辨识。在BIM模型上自动查找识别临边洞口等危险源,提早发现可能存在的安全隐患,及时对现场危险源进行防护。
安全疏散模拟。超高层安全疏散是超高层安全管理的一项重要应急内容。模拟安全疏散最佳逃生路线,保证在60s内施工作业人员从顶模平台撤离至安全区域,并进行安全交底。
移动端APP应用。运用移动端APP,从云端获取设计图纸,将现场质量安全问题进行云标识,责令班组进行整改,逐一销项,闭合质量安全问题,形成销项报告。在施工现场如楼层作业面、地下室、电梯井、临边洞口等布置二维码,安全人员定期检查,扫描二维码,发现问题拍照上传。
虚拟样板间。制作虚拟质量样板间,管理人员和操作工人可观看样板间施工效果和施工方法(见图5)。
无线测温监控。利用中建技术中心开发的无线测温系统与ANSYS软件模拟计算相结合,监控大体积混凝土浇筑时温度变化,避免出现温度裂缝(见图6)。
三维激光扫描。利用高精度的三维激光扫描,对塔楼核心筒结构定点扫描,形成点云扫描模型。将扫描模型与结构模型比对,查看楼层水平位移量,监测塔楼结构水平位移。
3)进度管理
项目计划管理采用“P-D-C-A”模式。计划阶段(Plan),采用Project进度计划与模型进行挂接。实施阶段(Do),在BIM平台上进行全专业虚拟建造,展现周、月、年进度计划。在每周计划协调例会上,将模拟建造进度与实际建造进度进行对比分析(见图7),完成检查阶段(Check)工作,并依据检查结果做出施工安排及进度计划调整(Action)。
 
4)商务管理
将传统建模算量软件与BIM平台进行无缝对接,精确计算每个构件及每个区域所需材料用量,减少二次搬运,保证材料有序运输和及时供应。利用BIM管理驾驶舱将工程量信息、清单计价和实际造价信息进行匹配,形成5D成本模型,根据项目实际进度做相应资金准备。
5)创新应用
华润东项目不断提高BIM应用深度和广度,探索BIM创新应用。
BIM+VR技术。将BIM技术与VR相结合,沉浸式体验模型效果,尤其是在方案比选、样板间模型体验上比传统模式更加直观。
BIM+AR技术。利用AR技术可将二维图纸与三维BIM模型无缝对接,充分发挥协同设计的优势,为BIM模型数据的应用开辟了一条全新途径,BIM模型中的大量信息得以更充分展示。目前已将样板间实体模型应用AR技术展示,并开发制作了手机移动端AR程序(见图8)。
BIM+3D打印技术。将BIM技术与3D打印、装配式建筑结合起来,将结构模型Revit文件转换成支持3D打印的STL格式,修复破面后即可自动识别打印。3D打印模型直观生动,是实体结构的缩小版。同时还可以通过手动拼接,模拟结构不同空间位置关系等(见图9)。
 
精装修光照分析。将模型与3Dmax软件中的渲染功能及灯光功能结合,调节灯光、材质参数,模拟屋顶层及标准办公楼层在不同光照条件下的透光效果,优选幕墙玻璃材质,优化房间分隔。
运维平台探索。将现阶段模型应用到后期运营维护中,目前已在模型中输入构件厂家、规格、保修期等信息,并建立任务提醒功能。未来,系统将自动对机电安装、设备保养维修等工作加以提醒,在指定时间点以短信或邮件的形式发送给相应责任人,为业主提供超值服务。
施工技术:BIM技术在南宁华润东写字楼项目中的深入开展与应用,取得了哪些可喜成果?
唐际宇:BIM让设计师们那些天马行空的想法在系统上得到检验和调整,不用担心因为脱离施工的实际情况变得面目全非,同时也让施工变得三维直观化。在超厚大体积混凝土浇筑、轻量化水平与竖向结构同步施工整体平台、大型动臂塔式起重机安拆、超高层高强混凝土泵送、超高层施工电梯5大施工方案中均进行了施工全过程模拟。BIM参与计划协调管理使项目有序推进,目前核心筒结构已施工至52层,钢结构安装至43层,最快达到3.5d/层的施工速度,各项工期节点如期或提前完成。
在2016年度的全区住建系统会议上,华润东作为唯一一个示范项目给全区住建系统领导及行业内各单位做示范演示汇报。2017年初,项目获得南宁市首批装配式建筑及BIM技术试点示范项目。项目多次被选为BIM示范观摩工地,极大地提高了公司在BIM技术领域的影响力。未来,我们将一如既往地走BIM应用创新之路,将南宁华润中心东写字楼项目打造成国内BIM标杆和示范项目,为“直观化、可视化、信息化”施工提供更多参考和借鉴。
 
 
点券购买 点券兑换
注:如果您下载PDF文档无法正确浏览,建议您点击后面按钮下载新版PDF阅读工具 点击下载
暂无下载
  • 未经本站明确许可,任何网站不得非法盗链软件下载连接及抄袭本站原创内容资源!
查看评论
用户中心
主办单位:亚太建设科技信息研究院有限公司 中国建筑设计研究院 中国建筑工程总公司 中国土木工程学会    承办单位:施工技术传媒机构
京ICP证050763号

京公网安备 110102000406-6
主编:张可文 电话:010-57368788   编辑部:010-57368789,010-57368790
广告、理事会:010-68300059,010-68330203,010-68333804   邮购及查询010-68341147  传真010-68300061
地址:北京市西城区德胜门外大街36号中国建筑设计集团A座4层   邮编:100120        Email:sgjs@cadg.cn
施工技术网群鼓励技术交流,信息交流。群号:43883790    75228828    新浪微博:@施工技术传媒机构