長沙梅溪湖工程BIM應用

什么是BIM技術?即“可視化”的三維數字建模技術。進入21世紀，BIM研究和應用得到突破性進展。建筑業也在嘗試這種新技術的應用，北京城建集團在承擔的長沙梅溪湖國際文化藝術中心工程建設中，從工程開工之初就應用了這項技術，從前期深化設計藍圖碰撞預測，到施工過程的技術把關、質量和工期控制，乃至竣工的后期運營管理，都將用“建筑數字信息化模型”完全體現出來，真正做到了讓BIM技術在工程建設中發揮巨大作用。

項目概況

北京城建集團承擔的長沙梅溪湖國際文化藝術中心工程，位于長沙大河西梅溪湖片區101地塊雷鋒西大道和梅溪湖路交叉口西南角。本工程分大劇院、小劇場、藝術館、地下停車場四部分。大劇院建筑標高59.90米、藝術館建筑標高42.50米、小劇院建筑標高22.50米，項目基地面積88079.8平方米、總建筑面積125936平方米。其結構十分復雜，分土建結構、鋼結構、幕墻結構等。同時，專業多、分項工程多、參與的施工隊伍多。

北京城建集團作為總承包單位，充分考慮工程建設的復雜程度和難易性，從工程開工之初就積極采用了BIM技術，從工程圖紙會審開始就為工程建設解難題、把好關，避免或減少后期專業交叉施工產生碰撞而造成人、材、物的浪費和延誤工期的損失。

北京城建長沙梅溪湖工程全過程應用BIM技術

應用宗旨：采用全程BIM技術指導施工。由于本工程結構復雜、專業交叉施工多、各專業本身施工難度大，所以做好協調管理、減少施工過程中的問題，讓施工順暢進行。項目在各個階段應用BIM情況如下：

土建施工階段：本項目土建結構復雜，尤其表現在大劇院前廳大截面型鋼混凝土、觀眾廳異形池座、舞臺臺口大截面大跨度梁、電梯井超高單片剪力墻等方面，沒有成熟的施工工法，施工的安全性、交叉施工工序、結構的穩定性等都需要應用BIM技術，在施工前進行模擬，過程中指導施工，結束后精度校核。具體體現在七個方面：支撐維護結構與土建結構的碰撞檢查、施工方案模擬、勁性結構復雜節點的鋼筋排布及箍筋優化、觀眾廳池座的空間定位、剪力墻預留洞口定位、超高單片剪力墻安全施工、質量安全缺陷管理等。

二次結構施工階段：本項目二次結構墻體共9000平方米，砌體材料種類多、高大空間砌筑高度大、機電綜合管線排布復雜等對二次結構施工帶來困難，應用BIM技術代替傳統施工工藝為項目施工帶來方便。具體應用主要表現在三個方面：深化設計過程中與土建結構、綜合機電的碰撞檢查，二次結構墻體預留洞口的定位，構造柱、圈梁位置的確定及調整優化。

幕墻深化設計方面：本項目外幕墻總面積達9萬平方米，其中包括7萬平方米GRC幕墻，造型獨特、結構復雜，GRC板的最大分格尺寸為6米(長)×2.5米(寬)，形狀為空間雙曲面，制作加工、深化設計、運輸、現場施工難度較大。由于外幕墻呈空間雙曲面形式，GRC板面分格后沒有兩塊相同的板塊，二維圖紙無法表達GRC幕墻的信息，故幕墻及深化設計均采用全程三維建模，各方基于三維信息化模型進行討論、研究。具體應用有四項：一是在幕墻的深化設計過程中，把完成的成果進行匯報和展示，在可視化的狀態下進行溝通、討論、決策。二是鋼結構與幕墻之間1米空間內的各構造層次排布。三是表皮模型與鋼結構模型的碰撞干涉。四是排水天溝、排煙管道、主要設備及機電管線、泛光照明燈槽等布置與凈空要求間的協調，與主體鋼結構之間的干涉。

鋼結構深化設計及施工方面：本項目鋼結構為目前國內罕有的異形空間，在結構、設計、施工方面難度均為國內首屈一指的大體量項目，且項目技術、施工要求非常高，鋼結構總用鋼量約2.2萬噸，主要包括舞臺鋼結構、觀眾廳頂梁結構、電梯井結構、入口蜂窩梁結構、拱墻鋼結構、屋面梁柱及樓層梁柱鋼結構等結構體系，空間關系復雜，存在大量彎曲、彎扭、弧形構件，制作、安裝難度極大。尤其是大劇院蜂窩入口結構均為彎扭的箱型構件，空間位置復雜，且截面尺寸較大，重量大;大劇場拱墻由環向彎曲的鋼管和徑向斜鋼管組合而成的網格結構，整個拱墻為異形曲面形狀，空間定位較復雜，二維圖紙無法真實表現結構特點，施工過程中均應用BIM技術指導施工。BIM技術主要應用在以下方面：鋼結構與土建結構的碰撞檢測、構件吊裝工序、部位的施工模擬、彎扭鋼結構的空間定位、蜂窩鋼結構巨型鑄鋼節點的設計及加工、胎架支撐體系的合理排布、大噸位吊裝機械的位置合理分布等。

BIM技術在梅溪湖項目應用的實例分析

如大劇院前廳環梁勁性結構復雜節點鋼筋的排布。大劇場前廳入口處存在大型U形混凝土環梁，該梁長95米、高1.2米、寬2.95米、直徑60米，采用大截面H型鋼混凝土勁性結構，此部位不但鋼筋密集，還要放置巨型球形鋼支座埋件，建成后將承擔近1000噸造型類似蜂窩狀懸挑彎扭鋼結構構件。

易控制。因梁柱節點鋼筋密集多達101根且存在連接板，項目利用BIM技術建立此部分節點模型，準確表示梁鋼筋、連接板位置，利用三維模型設計埋件錨筋、抗剪鍵，有意躲開鋼筋位置，避免現場的鋼筋和連接板沖突。此外，還要求其所有錨筋、抗剪鍵采用穿孔塞焊，利用BIM技術解決了此部位復雜的鋼筋排布問題，指導現場施工，有效地避免了由于鋼筋碰撞、埋件無法安放等問題，減少返工，保證結構安全。

（責任編輯：奚雅青）