BIM技术在江北机场T3A航站楼项目中的应用

2018/08/06

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简要：一、项目概况重庆市江北国际机场T3A航站楼位于重庆市主城区东北方向的江北区，占地面

一、项目概况

重庆市江北国际机场T3A航站楼位于重庆市主城区东北方向的江北区，占地面积为16.8万平方米，建筑面积为53万平方米，屋面采用钢结构，主体是钢筋混凝土结构。项目由E区主楼及A、B、C、D四条指廊五部分组成，地上四层，地下两层。主要设施有，自动步道48个，旅客活动登机桥77条，近机位66个，远机位14个。

二、项目应用点

1.大跨度钢结构滑移模拟

将BIM-4D模拟技术应用于大跨度钢结构滑移是本项目的重点研究内容。大跨度钢结构滑移施工技术复杂性经常导致工期延误和成本超支，可采用BIM-4D模拟技术对其进行优化。项目施工环境的变化时，应用BIM-4D平台发现土建施工工作面和钢结构滑移施工的冲突，主要从以下几个方面解决了这个问题：（1）钢结构承包商将滑移单元由双边滑改成从东侧向西侧滑移；（2）将滑移轨道由6条增加到9条；（3）将TC7052塔吊从4台减少到2台，并重新放置塔吊位置。将BIM-4D技术同大跨钢结构滑移施工技术结合起来，优化了大跨钢结构滑移施工方案，解决了施工冲突，为项目节约工期10天，节约工程成本5,200,000元。

2.行李系统施工方案优化

行李系统作为机场项目的特有系统，基于BIM技术的该系统方案优化是我们项目的创新点。在施工前进行行李输送设备专业图纸的检查，重点是确定设备材料供应的界面、系统技术界面、设计界面以及施工界面。应用BIM可视化漫游很好的解决了电缆桥架、风管等与行李系统的碰撞问题，从而更好的服务于系统深化设计、设备采购供货、现场设备安装、系统调试和缺陷修复。

3.精装修方案优化及模拟

精装修方案优化也是本项目BIM应用中的一个亮点。根据建筑特点提供设计区域内的采光分析、大空间效果分析、声音效果分析等专项分析报告，并应用到实际施工中；对广告位置、商业资源位置及方案的效果进行优化设计；对照明、标志牌及标识引导系统、灯箱、广告牌、广播扬声器位置进行整体设计；根据整体效果，对设计区域内的给水、排水、雨水、供热、供冷、通风、消防、燃气、强电、弱电等管线及末端设备进行细化设计等；应用T3航站楼BIM系统指导各阶段施工工作，并按照精装修施工图完善BIM系统。

三、BIM应用点

1.虹吸雨水管及大型钢柱吊装重点方案分析及模拟

虹吸雨水是本次BIM应用研究的重点之一。该技术从管道的深化设计、管道的穿引、支架的固定、吊装、对接连接、质量验收等主要工序，详细阐述了钢管柱内虹吸雨水管道分节安装的施工方法，解决了虹吸雨水管在钢管柱内部二次安装的难点，大大简化了施工工艺流程，降低了施工难度，使得施工流程与精度更容易控制，吊装效果良好，受力性能可靠。该技术具有省工时、低能耗、低成本、高质量等特点，同时，具有显著的经济效益与社会效益。

在对传统吊装工艺分析基础上，利用Revit对模型的建造，将实际中的钢管柱和虹吸雨水管的连接施工在模型中进行预先的结合，从空间上预先保证施工的可操作性，同时根据BIM模型，解决了钢管柱吊装的分节连接问题，最终满足了施工的竖向安装精度，为过程质量的全方位掌控奠定了基础。

2.场地规划的优选

场地规划的优选是江北国际机场BIM技术的基础应用点。通过利用BIM场地规划建立的三维模型，可帮助土木工程师和建筑规划师在自然和人造环境中进行机场场地规划和设计；它的三维动态工程模型还有助于快速完成道路工程、场地、雨水、污水排放系统等等；同时利于各方成员随时随地开展协作与沟通。

3.基于BIM的运维管理

江北国际机场的运维是本次BIM研究中的重要研究点。机场BIM运维方案主要针对两方面，一是设计及建造阶段的运维，二是运营后的维护管理。因为江北国际机场T3航站楼建成后会承载较大的客流量、也需要有较长的使用年限，所以在设备维护、设施营运保养、建筑安全、周围环境维护等方面都有较高的要求；基于BIM的危急疏散模拟，制定危机处理与紧急事故应变计划，对于机场建成后的使用和维护情况都有很大的帮助。

BIM在机场设施维护管理主要的优点体现在：（1）提供空间信息：基于BIM的可视化功能，可以快速找到该设备或是管线的位置以及附近管线、设备的空间关系。（2）信息更新迅速：由于BIM是构件化的3D模型，新增或移除设备均非常快速，也不会产生数据不一致的情形。

4.大型机电施工方案的优化

江北国际机场施工阶段所涉及到的大型机电设备的方案优化是本次BIM研究中的主要研究内容。大型机电设备的方案优化主要包括三方面，分别是大型机械的运输机吊装布置、机电管线布置及净空要求协调和样板机房设备布置与维护。

对于施工中运输机器的吊装、机房和管线布置中遇到的问题，应用BIM的可视化功能，可以在施工前利用三维模型使得施工顺序及质量得到改善：（1）技术交底更深刻，运输机器吊装顺序问题能够得到更好的解决；（2）对于管线密集处，使用三维模型能更清晰了解管线的排布，减少重返施工；（3）对预留洞、设备基础及支架位置能有更清晰的认识；（4）对于使用设备的尺寸能了解地更明确，核对更快捷。

BIM应用点1：大型钢结构屋面网架滑移方案

（1）T3A网架基本概况

航站楼主楼E区中央大厅建筑层数为地上五层，地下二层，平面呈蝶形，为空间曲面造型，屋顶最大标高49m，屋盖网架钢结构采用固定塔吊分块吊装、结构滑移的方法进行安装。

（2）基于BIM-4D平台的施工方案优化过程

第一，原方案的从东西两侧向中间的双边滑移改成由东侧向西侧滑移，最大限度的减少钢结构滑移施工对西侧屋面土建施工的交叉影响，避免了胎架滑移过程中与汽车吊的碰撞，消除了潜在的工人施工安全隐患。如下图：

第二，滑移轨道由6条轨道增加到9条轨道，这是通过BIM-4D软件整合结构分析软件在同一个平台验证得到最合理的轨道布置方案，经济合理可行，这既保证了施工过程中的结构安全，减少轨道下土建结构梁荷载，也确保滑移单元在滑移过程中的稳定性，减少滑移单元拼装的误差。如下图：

第三，在原方案中东西两边同时吊装使用了四台TC7050塔吊。新的方案改使用了两台TC7052塔吊，降低了塔吊租赁费用，同时通过BIM-4D模拟显示钢结构施工能够与土建施工进行合理的搭接。如下图：

第四，通过可视化模型优化复杂节点施工方案。

最后，基于BIM平台的钢结构滑移施工形成两个重要成果：

a.三维参数化的BIM钢结构滑移施工模型成果；

b.直观动态可视化滑移施工方案视频成果。

BIM应用点2：基于BIM的双柱空间网架管综优化

（1）问题展示

此区域是E区大厅五层到屋面网架的十根结构双柱体系区域（结构柱加设备柱），网架上的设备管线包括消防弱电桥架、水管、暖通风管、强电桥架、虹吸雨水等。传统的基于二维的设计图无法表现出如此复杂的空间管线从设备柱中上到柱头后每个专业的管线接头的走向、与马道网架的碰撞情况、管线的安装施工方案的确定情况等。但基于三维参数化的BIM模型可以直观表现出管线在空间网架中的标高、排布走向、与网架的碰撞情况，最后完成双柱网架上的管综优化。

（2）对比

传统运用二维图纸的困难：

a.涉及空间管综无法用二维配合协调；

b.涉及空间管综无法用二维配合协调；

c.返工、资源浪费；

d.多专业配合困难。

面临难度：

a.空间网架结构复杂；

b.涉及上、下悬杆、斜腹杆；

c.网架内马道空间变化大；

d.设备管线众多；

e.装检修要求高。

（3）解决问题

需解决问题：

a.双柱内管线的排布；

b.确定静压箱在下悬杆的具体位置；

c.静压箱伸出的风管排布走向；

d.设备管线与马道的空间排布；

e.设备管线的安装问题；

f.从柱头直爬梯怎么到马道。

解决方案：

a.改现有柱头上马道走向，在柱头增加一个U型马道；

b.增加小平台及斜梯延伸到U型马道；

c.双柱处设备管线沿U型马道排布；

d.解决了安装检修人员的安全施工问题；

e.优化了复杂节点的安装流程提前避免了安装风险。

BIM应用点3：基于BIM的大型机房设备管线优化

（1）存在问题

（2）方案提供

以江北机场T3A航站楼E区大厅L1层1号大型空调机房项目为例。

BIM模型并对管路的安装次序进行优化的基础上，应用BIM对现场的施工指导、质量管理、辅助验收进行了有效组织，减少了现场工程质量问题，提高了工效。

利用BIM深化出图。前期的碰撞检查和管线优化流程之后，通过利用BIM技术的可出图性快速导出CAD的平面图、剖面图辅助现场施工。

BIM应用点4：BIM在江北国际机场行李系统的应用

（1）存在问题

应用BIM可视化技术可以很好地解决电缆桥架、风管等与行李系统的碰撞问题，从而更好的服务于系统深化设计、设备采购供货、现场设备安装、系统调试和缺陷修复。

由于行李系统的特殊性和高标准，通过建立三维行李系统模型，之后与结构模型、MEP模型合并进行碰撞检测，利用BIM的参数化优势，提前发现碰撞点、分析行李净高等等问题，提供了相应的碰撞报告及优化建议，大大缩短工期和节约成本。

（2）问题解决

BIM应用点5：BIM在江北国际机场中的其他应用

（1）三维漫游

在三维漫游的漫游选项卡中，可以选择真实效果中的第三人进行操作。BIM的可视化性能，方便我们以第三人称视角进行评估、净高检测。

（2）2D地图导航功能

第三人控制模式下，三维漫游软件的2D地图导航可以把第三人带到想到达的位置。

（3）客户端浏览器

三维漫游软件可以把文件打包为一个EXE的可执行文件，供其它没有安装三维漫游软件的工作人员审阅模型，并能进行标注。客户可以随时查看BIM模型，操作非常便捷，同时他们还可以对BIM成果进行标注，这些标注信息可以传递给BIM工程师或者建筑师。三维模型也能用在装有软件浏览器的移动设备上（安卓及IOS系统）。