4 施工深化设计

4.1 钢网架深化设计

本工程屋面为螺栓球节点钢网架屋面，网架投影建筑面积是4568m²，结构型式为螺栓球节点钢网架，钢管及螺栓球采用栓接，支撑形式为下弦支撑，采用BIM技术对钢网架复杂节点进行深化设计。

本网架跨度较大，且网架两侧的屋顶面积有限，施工工期紧。为保证能在预定的工期内完成安装工作，采用BIM技术模拟网架安装过程进行，提前对关键节点的安装进行模拟演示及复杂施工方案的预演和比选，直观地完成技术交底。

为保证节点稳固。不仅需考虑正常情况下节点安全，还要结合实际运营环境考虑风荷载、雪荷载、人流量过多对节点造成的不良影响，因此采用BIM技术对节点和网架进行模拟，分析模拟不同工况下节点的受力及位移情况。

4.2 幕墙深化设计

从整体把控角度，将幕墙与周围建筑结构相协同，幕墙质量保证流程如图所示，幕墙在从建筑方案设计到施工落实的全过程中，需多个相关专业相互协调匹配和协同设计，以减少因设计不及时、缺乏沟通造成的时间延宕甚至经济损失。

利用Revit建立幕墙深化设计模型，具有多角度、立体化、可重复拆解等优点，可清晰表达幕墙细部节点的安装，如幕墙与主体结构连接节点的安装、边缘幕墙的分块与安装方式、幕墙之间的缝隙处理等及用模型为施工及幕墙制作提供标准。

4.3 门窗及洞口深化设计

本工程的建设有多项不同专业同时进行施工，多工种协调工作贯穿于施工过程的始终。现场操作失误或设计图纸问题会引起碰撞，包括非结构构件与结构构件的碰撞、非结构构件之间的碰撞、结构构件之间的碰撞。在对碰撞进行检测的基础上，BIM技术还可在模型上对预留孔洞及预埋件位置进行标识和对已有孔洞的位置进行修改。基于BIM模型，发现非结构构件之间的冲突，预测碰撞的发生，并将碰撞结果检测发送至各单位及时进行调整从而避免了后期的返工。

传统设计不能清晰展示管线、细小洞口之间的碰撞关系，只能在现场施工过程中进行修改返工，严重影响了施工进度和施工质量。本工程采用BIM技术建立虚拟模型，对项目的主体结构与门窗等构件进行碰撞检查并优化设计方案，减少了施工阶段可能存在的施工位置不明确或与预期位置不相符等问题。

BIM模型可对门窗墙板等非结构构件进行深化设计，对关键复杂的墙板进行拆分，解决钢筋绑扎顺序问题，指导现场钢筋绑扎施工。

5 智能管理平台

5.1 管理平台开发

在设计阶段建立BIM模型，在施工阶段应用BIM技术进行设计变更、管线优化与排布、场地布置等工作。以优化后的BIM模型为基础，在施工过程中应用三维扫描技术对模型进行校正，形成精确BIM模型。从功能需求出发，在BIM模型的基础上进行深化设计，综合考虑各施工阶段及各专业施工过程，建立智能管理平台。在平台开发过程中，先对BIM模型进行精细化处理，将施工阶段的静态信息和运维阶段通过物联网采集到的动态信息集成到模型上，形成动态模拟数据模型；再通过网络技术与算法技术实现场景漫游、施工动态模拟及多专业协调工作等功能。

5.2 施工过程动态模拟

将上述BIM模型中的场地布置和结构模型和项目施工进度计划加入管理平台，引入时间维度及成本信息，在平台中对主体结构进行动态施工管理。通过全过程施工管理合理安排物料进出场、不同工种施工顺序和劳动力配置等工作，加强了对施工成本、施工工期、施工质量的控制。平台还可模拟主体结构施工过程，展示重要节点施工步骤，在平台中进行动态施工方案模拟，对比不同施工方案的可行性。

为保证主体结构没有内在缺陷，在主体结构质量控制方面，对承重节点、连接杆件等关键构件的加工质量进行了严格控制；对主体结构的钢架，梁、柱、基础等部位进行BIM建模，模拟其动态施工过程。

5.3 多专业协同工作

针对传统建筑项目协同效率低等问题，本工程应用BIM技术建立的智能管理平台满足了多专业协同的要求，通过模拟各施工阶段进度，结合各种智能传感器收集到的现场施工数据，全面把握施工进度，对比BIM模拟的施工过程和标准施工进度与实际施工进度，掌握现场施工完成度，确保现场施工进度与预期进度一致。现场传感器可及时收集信息并将其在第一时间传达给技术人，以便其对当前施工质量做出判断，避免完工后二次整改。技术人员还可根据现场实时信息对未来工作内容做出预期判断，合理调整工期。

在进行多专业协同工作时既要考虑各专业的工序搭接，也要考虑各专业设计的精准度。通过BIM建立各专业模型并进行深化设计，通过智能管理平台对各专业的施工流程和工期进行动态管理。各相关单位可通过浏览管理平台中的施工信息和模型信息发现和整理问题。在解决问题的同时也更新了平台内的数据。完整的BIM模型可形成技术资料，为各个专业协同工作提供有力支撑。协同工作流程如图所示。

本文作者：陈龙平（中铁建设集团有限公司）

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