BIM技术在铁路站房施工管理中的综合应用

来源：Hello BIM资源库

一、采用BIM技术的原因

1、建筑造型新颖，构件加工、安装、装饰装修要求高。站房设计采用工业风、结构通透的建筑手法，追求结构及建筑的写实风格，构思独特。特别是钢结构的设计，突出体现了结构美学与建筑美学相结合的和谐、美观的独特的创意设计思想。但是，这种设计方案的实施，从钢结构加工、拼装、滑移到后期装饰装修对裸露的钢结构构件和钢结构整体的表面进行整修，除要求实施过程中的精益求精、专注细节外，更需要有全过程的高精度施作保障。

2、站房整体结构复杂，施工难度大。站房整个工程中钢结构的工程量最大，也最为复杂。整体屋盖施工时,高铁正线运营，施工难度大、安全要求高。进站灰空间是设计的亮点，也是重要的风险把控点，此部位施工时下面正线均已开通，施工难度大、技术复杂。

3、利用BIM技术提高施工管理水平，落实精品化的要求。站房涉及的专业众多。由于站房设计方案的特点，管线综合与结构的关系、建筑美观与精细化施作的关系，均可通过BIM技术的深度应用，实现各相关方之间的信息沟通及协同设计，提升施工图和深化设计质量，解决复杂结点构造加工和安装难题，提高装修施工精度，减少后期施工变更带来的浪费和工期的延误。从而达到全面提高成品质量，提高施工效率，节约建设成本，提升建设质量的目的，实现精品化的初衷。

二、BIM应用-建模阶段

1、BIM建筑模型展示：包括建筑模型和结构模型两部分，建筑模型主要包含项目主要站房及站台雨棚两部分的建筑安装做法等，结构模型包含站房主体和站台雨棚的基础和主体结构。

2、BIM土建结构模型展示：土建结构BIM模型包含站房范围内的结构梁、板、柱、结构楼梯、地下结构和站台雨棚的桩基、承台等。

3、BIM机电模型展示：站房机电BIM模型包含站房范围内的通风系统、中央空调系统、给排水系统、消防系统、喷淋系统、水炮系统、强电系统、弱电智能化系统。

4、BIM钢结构模型展示：钢结构模型包含屋盖支撑钢立柱、钢结构桁架屋盖、灰空间幕墙钢结构龙骨。

三、BIM应用-深化设计阶段

1、钢结构屋盖桁架深化设计：由于钢桁架屋盖杆件繁多，支座节点复杂，工厂加工和现场安装精度要求高，设计院给的蓝图 无法满足构件加工和现场安装尺寸与精度要求，所以通过Catia参数化精确建模，针对现场实际情况设计规范要求，对构件加工断开位置和现场安装对接位置标定明确，深化导出二维图纸，从而满足工厂精确加工和现场构件精确安装。

CATIA软件有着强大的深化设计功能和灵活操作性，结合使用参数化和自由形状建模工具集，为复杂节点直接建模助力现场施工提供了可靠依据。

2、钢结构十字柱深化设计：“十字”型屋架支撑钢柱共有32根，均为箱型截面小柱，组合成“十字”截面大柱，结构复杂，且钢柱为外露结构，外观质量要求高，加工及安装难度大。

3、灰空间幕墙及站房屋面深化设计：灰空间垂直幕墙包括 外立面铝板、内立面铝圆管和铝板间聚碳酸酯板三部分内容。通过深化设计，在模型中很直观地表达出来幕墙元件的尺寸和安装位置，指导幕墙元件精确加工和现场安装。

4、机电深化设计：优化排布后的综合管线模型，解决了因管线冲突引起的设计变更和材料浪费，可以三维环境下观察管线之间的排布关系，并可以任意生成所需要位置的坡切图，通过量测，获得管线准确的安装位置，生成的BIM深化施工图，可成为施工单位现场安装的有效参考依据。此外，依据管线模型规划各区域各系统管线的安装时间和顺序，使各施工部门有序组织，按计划实施，保障工期，提升整个机电系统的安装质量。

5、地下通廊精装修深化设计：地下通廊装修设计材料种类众多，且装修要求高，墙、顶、地三者结合，从二维图纸很难立体的联想起三者的相互关系，通过BIM技术，建立三维模型，把墙、顶、地三者有效结合，直观有效的展示，精确指导施工。

四、BIM应用-施工管理应用

1、站房钢屋盖桁架滑移施工工艺模拟：站房屋盖滑移施工，涉及八条铁路营业线，施工安全风险高，为有效组织施工，降低既有线施工安全风险，根据需求制作高仿真、高清晰滑移施工工艺模拟，为屋盖施工把脉，也作为各方了解本项目屋盖滑移施工的一个窗口。

2、灰空间幕墙及站房屋面典型部位施工可视化交底：灰空间垂直幕墙施工难度大、安装精度要求高，构建灰空间幕墙及吊顶的精细模型，并制定安装方案，统筹安排龙骨、铝板、铝圆管、等各工种的施工工序，合理组织工种之间的有效衔接。利用模型对作业人员进行施工组织和施工工艺三维交底。做到施工有准备，质量有保证，安全有保障。

3、十字型钢柱柱加工及安装施工工艺模拟：十字钢立柱构造设计复杂，而且均为结构外露，不作装修隐蔽，这对施工质量控制提出了高标准、高要求。十字柱从工厂加工到现场安装焊接，均是施工难点，通过BIM建模，生成构件加工工艺流程模拟，和现场安装焊接控制工艺模拟，进行三维可视化交底，可减少工厂加工和现场安装返工量，保证工程质量和美观效果。

4、钢结构焊缝信息虚拟盒管理：建立现场焊接的钢结构节点焊缝信息虚拟盒，虚拟盒包含焊接日期、操作人员、检查日期、检查人员、检查结果、检测日期、检测结果、检测单位等信息，根据施工进度，实时录入相关信息，施工单位和业主可在施工期间、运营阶段随时调取查询相关信息，做到追溯有据可查，责任到人。

5、二维码半成品构件信息化管理：随着二维码技术的发展成熟及智能手机的普及，在工程施工现场进行“二维码”技术的推广应用，能够使现场技术管理人员更加方便快捷地发现及解决现场问题。应用可后台更新数据库的“二维码”技术，加强对现场施工的管理，提高管理人员的办事效率，加强对施工劳务队伍及班组的管理，并有效提升了企业安全生产科学化、标准化管理水平。

6、高空坠物对防护棚冲击的影响模拟分析：站房屋面和灰空间施工时都会对既有线路造成安全风险，钢结构临时防护棚只是个临时结构，设计时的冲击荷载是80KN/m2，然而施工过程中影响因素很多，控制的难度也很大，对防护棚的冲击荷载进行模拟分析能更好的了解防护棚的性能，以便制定安全措施进行安全防护。

通过模拟分析，可知在防护棚上方20m位置80kg的物体自由落体，可对防护棚压型钢板造成破坏，影响既有线运营安全。这对防护棚上方高空作业，采取有针对性的安全防护提供了可靠依据。

7、站房钢屋盖桁架滑移施工方案风险分析：站房屋盖施工，因场地条件限制，根据现场情况，最理想的施工方法为滑移施工，即屋盖单元通过特定的轨道，借助顶推设备，从拼装位置滑移至安装位置。根据现场滑移条件，可采用累积滑移和分段滑移两种滑移方式。

通过BIM三维模型及虚拟施工，最后综合评定，为避免累积滑移施工，可能发生的滑移不同步和因累积滑移荷载较大，对滑移轨道及支撑立柱产生不利影响和后果，站房钢屋盖桁架采用分段分单元滑移施工，把滑移施工对既有线的安全风险控制在可接受范围，且通过采取相应的质量、安全措施，保证施工质量合规和保障既有线施工安全有效。

五、BIM应用效果

1、提高组织决策效率。通过构建BIM模型，利用模型三维可视化的特点，为不同层级、不同管理人员提供直观的工程管理工具，提高项目各方对设计意图的理解，工程难易程度的认知，施工方案的交流和审核，促进项目各方共识的顺利达成。

2、提高深化设计效率。通过BIM技术，利用CATIA软件进行屋盖钢结构三维建模深化，提高了项目施工方与设计方沟通和意见反馈效率，达到准确建模，精确指导构件加工和安装施工。

3、提高工程管理的可控性。通过BIM模型5D应用，提高项目决策人员对工程项目的质量、进度管理可控认知，科学合理有效进行施工组织管理。

4、提高施工安全管理效率。通过BIM模型三维可视化应用和BIM仿真模拟应用，更直观的认知施工安全风险源和风险高低程度，加强了项目管理人员对施工风险的判识能力，提高了项目管理人员对现场作业人员安全交底的效率和准确性。

5、提高项目施工技术管理能力。项目管理人员通过BIM模型三维可视化技术交底和“二维码”扫描技术应用，提高了项目技术人员与作业人员之间的沟通效率和现场技术管理。

6、提高项目成本控制管控能力。通过BIM技术精细建模，准确提量，为项目在材料方面直接带来的效益比传统方式节约2%左右，另外通过工艺模拟交底，减少返工率，确保施工顺利，质量有保证。

（责任编辑：何雯丽）