范大鹏 杨平

BIM技术在兰州西站项目的研究与应用

范大鹏 杨平

摘 要：以BIM技术结合宝兰客运专线兰州西站项目为依托，重点介绍BIM技术在施工总承包项目中的研究与实际应用情况。

关键词：BIM；模拟；碰撞检测；复杂节点

1 工程概况

兰州西站项目工程站房主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构+钢结构夹层+钢结构屋盖，屋盖主结构采用正交空间管桁架结构体系；机电安装专业繁多，包括多路电源供电、照明、气体灭火、消防水、给水、中水处理、虹吸雨水、消防自动报警、视频监控、数据网络、通信、公众信息、建筑设备监控、能源管理、建筑设备集成、漏电报警、综合布线等20多个系统。

兰州西站作为中国铁路总公司BIM试点工程，意义重大，为今后BIM技术在铁路系统的开展做铺垫。

2 BIM技术研究与应用

2.1 模型准备

兰州西站模型是由同济大学建筑设计研究院技术发展部（简称同济院）负责建立，在2013年5月31日完成建模。由于设计图纸的更新，兰州西站三维模型也进行了模型的深化。由于国内没有统一的标准，根据国外标准定性模型的精度为LOD300，在同济院提供的模型基础上，对兰州西站进行4D模拟施工、管线综合运用、复杂的节点模拟和三维渲染。兰州西站项目全景模型见图1。

2.2 管线综合运用

与传统的施工软件相比，BIM能更好地协同各个专业系统，进行综合检测和观察。利用BIM技术的三维可视化，对模型进行轻量化转变，结合Navisworks软件在施工前期进行碰撞检测，生成碰撞报告文件，直观解决空间关系冲突，优化工程设计，减少施工中可能存在的窝工和返工情况，优化空间和管线排布方案。问题被优先反馈到设计院，设计院根据碰撞报告文件进行施工图纸的优化和修改，以满足施工要求并指导施工。通过管线综合合理布置，协同机电与土建、结构专业之间的信息交互，确定管线和预留洞的精确定位，避免二次开洞及堵洞，优化管线，提高机电安装的效率，确保机电安装的顺利进行（见图2）。

2.3 后期运维管理

本工程在施工过程中应用BIM技术，局部深化建模与现实建筑相符。在此基础上，将BIM技术与运营维护管理系统相结合形成一个快速共享的管理平台，可轻易查询到每个房间的信息、功能、面积及商业租户信息的变更。通过赋予各个系统的空间位置信息，把二维转换成三维图形位置，更直观形象地观察各个系统之间的关系，提前发现故障，便于查找（见图3）。将独立运行操作的设备数据上传到平台上，及时了解设备的运行状况并进行远程控制。通过大量的数据来分析在运维过程当中存在的问题和隐患，并优化和完善现行管理，达到最优状态。

图1 兰州西站项目全景模型

图2 管线综合运用

2.4 模拟施工与指导施工

兰州西站在结构施工阶段通过叠加时间轴方式，进行进度三维模拟施工（见图4）。运用三维空间直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，使管理人员在施工过程中发现问题，利用BIM技术在各个专业之间的信息交互，进行方案的合理优化修改，减少建筑质量问题、返工和整改，确保工期的顺利进行，提前完成施工任务。

2.5 复杂节点优化

将9．45m复杂劲性梁柱节点进行精细化建模，表达出每一根钢筋、套筒的真实性，在模型达到精度要求后，通过对复杂劲性节点的施工工艺模拟，与施工队伍和技术人员进行三维可视化模型的技术交底，发现套筒连接对钢筋下料要求高、焊接部位质量精度高等问题（见图5—图8）。利用BIM技术进行方案的修改、图纸的深化，不仅节约施工时间，还确保施工质量。

图3 运维管理

图4 兰州西站模拟施工

图5 吊装钢柱

图6 安装主梁梁面纵筋

图7 穿腰筋

图8 最终成型

2.6 应用效果

兰州西站采用大量的钢结构施工，钢结构体量大，结构形式多，同时与土建、机电等专业配合工作量大。如何避免在协同工作中防止碰撞等问题，提高施工效率就成了一个难点。通过BIM技术的模拟施工对钢结构进行整体的规划和吊装工艺的模拟，采用叠加时间轴的方式进行可视化的动态模拟，直观快速地观察吊装过程中发现的问题，并对钢结构的吊装方案进行修改，提前采取解决措施，减少返工等问题，提高吊装的效率，为管理者提供可靠的数据（见图9）。

图9 钢结构模拟施工

3 结束语

BIM技术对工程项目信息的数字化表达，在建筑业中的直接应用，代表信息技术在我国建筑业中应用的新方向。BIM技术涉及到建筑全生命周期的各个环节，运营单位通过对模型的查看和分析，可以了解到整个建筑的运行情况，有针对性地进行检修和维护，只有贯穿整个施工过程和后期的运营维护才能实现价值。随着我国经济飞速发展，综合利用BIM进行设计的技术会越来越成熟和完善，只有不断地探索和实践才能尽快走出一条新的发展之路。

范大鹏：中铁建工集团有限公司北京分公司，工程师，北京，100010

杨 平：中铁建工集团有限公司北京分公司，助理工程师，北京，100010

责任编辑 苑晓蒙

中图分类号：U215.1；TP319

文献标识码：A

文章编号：1672-061X（2015）05-0067-03