南京青奥会议中心工程占地面积 40000m,总建筑面积194000m,建筑高度为46.9m,地下2层、地上6层,具备会议、音乐、商业、展览、餐饮等功能。

  本工程地下室为钢筋混凝土框架剪力墙结构,地上为全钢结构,15m 以下由4个独立的单体组成,15m以上连成整体,本工程由当代英国“解构主义大师”扎哈·哈迪德设计,整个建筑采用了流线型,室内色彩及构造变幻多样,动感十足,是南京史上最具现代感的建筑。

  青奥会议中心工程作为2014 年青奥会的主办场地,社会影响大,关注度极高,但工期仅为945天,且不确定因素多,所有关键工序没有机动时间,必须保证每道工序都按期完工才能保证工期目标的实现, 工期非常紧张。本工程设计富于动感和现代气息,内装部分大量采用GRG自由曲面,色调丰富多彩, 地面为环氧水磨石、岗石,整体装修档次高,工艺复杂,立体交叉施工多,不规则拼缝多,接口处理工作 量大。外幕墙设计新潮,造型复杂,采用GRC板安装,最大限度的满足了设计师对建筑外观的要求。该 项目也是目前国内体量最大的GRC板安装工程。

  会议中心主体为框架-中心支撑全钢结构体系,外形和建筑功能布局的需要导致结构形式错综复杂,柱 网及杆件布置随意、无规律性,桁架最大跨度约 78m,最大重量 175t,钢柱部分为外框架倾斜柱,钢斜 柱节点最重 43t,相贯节点最多为 93个,24000多个构件中均为独立尺寸,无相同构件,钢构的深化设计非常复杂,加工困难。

  本项目曲线曲面多、形体空间大、异性结构多重嵌套传统模式难以施工,BIM 技术的引入为总承包管理提供了一种新思路。减少施工的工期、人工、材料损失同时,也实现了绿色、低碳、智能、科学的管理 目标和项目的合同目标。

  土建和幕墙沿用设计和业主提供的模型,钢结构和机电安装专业自主建模,并在模型上进行施工阶段的信息录入和模型上的优化调整,将 BIM 技术全面应用到项目总包管理的过程中,对传统平面上难以解决 的问题采用 BIM 技术进行优化和解决,在项目的技术管理、进度管理、质量管理、合约管理、安全文明施 工管理中进行全面的应用。

  成立以项目经理为核心的 BIM 团队,直接和设计对接,提高项目 BIM 工作执行力度。

  制订了详细的 BIM 建模标准项目和 BIM 实施标准,用于规范化项目的 BIM 管理工作。并且由业主主 推,项目经理牵头,从总包管理层进行施工阶段 BIM 技术应用过程资源的调配,将 BIM 作为一项工具应 用到项目管理的各个环节中去。

  在原有设计模型的基础上,依据总包制定的BIM建模标准由各分包单位进行设计模型的优化,本项目BIM模型以提交运维模型为目的,精度要求达到LOD400,机电专业建模精度要求达到LOD500。总包负 责施工过程中模型的搜集管理发放工作,并配合业主及设计单位完成BIM竣工模型的整理和审核工作。

  根据深化设计提供的精准钢结构专业三维TEKLA模型,与各专业综合系 统进行碰撞检查,提高了各专业协调的效率和精确性。利用钢结构专业BIM技术软件TEKLA Structure中的API 技术,根据设计院提供的结构线模型,进行快速三维模型搭建,节约了采用常规方法建立模型的时间。对南京青奥会议中心主体钢结构进行建模,并将模型用于编制工程施工方案。三维动画的引入,使得项目所有参与者可以对整个结构体系、制作吊装进度、制作吊装工艺等直观的理解,实时根据现场吊装机械配置的调整,跟进调整施工方案。

  利用BIM技术,对南京青奥会议中心主体钢结构材料的统计、采购、制作、安装进行全过程实时控制; 通过BIM软件的使用,材料的使用状况得以及时、准确地反映。当设计图纸变更时,所发生的变化可能造成的影响亦能及时反馈至业主和设计方。同时采用TEKLA人机交互完成所有构件现场安装平立面布置图,并根据工厂制作进度、现场吊装设配配置的变化,对施工方案进行实时调整。

  南京青奥会议中心安装工程涉及专业多,管线排布复杂。大量四新成果使用,造成新型设备材料种类繁多,系统复杂性、专业性特征明显。建筑结构外形独特新颖别致,内部空间高度跳跃性变化,大多呈曲 面曲线无规则可言,机电安装末端设备安装难度极大。 通过汇集各专业电子版图纸并通过BIM建模,合成综合管线布置图,组织给排水、暖通、电气各专业技术人员参与管线综合布置的讨论和调整。

  通过在模型上的不断调整实现了施工的美观和合理,避免返工。找出管线密集区域或交叉碰撞过多的区域,遵循上述综合布置原则,考虑施工工艺和安装操作的 空间以及将来的维修空间,有代表性地做出相应的剖面图、立面图。重点完成管排、走道、管井、机房等 区域的节点详图的设计及综合支吊架的设计。考虑到非标角度管件的加工时间长、造价高以及不便于以后 维修更换的缺点,机电管线综合重点考虑非标角度的转换问题。通过调整管道走向或管道标高,借 助 Revit 的管道自动生成功能,采用 45°、90°弯头等标准管件组合运用达到消除或减少非标角度的目的。项目在施工前通过 BIM 模型对劳务队和项目技术人员进行可视化交底,同时导出二维施工图纸发放劳务队 直接指导施工。

  2.3 BIM技术在GRC幕墙系统中的运用本项目GRC约89000m,曲面转角较多,板块分缝划分难度较大。外形较为复杂、控制面积较大,同时GRC板的安装精度要求很高,GRC板的连接件只能作为最后的精调措施,因此对GRC支撑结构的 安装定位提出了很高的要求。转角部位板块为双曲面造型,且GRC幕墙板块精度要求高,一旦成型后期无法调整。

  通过犀牛软件对模型进行划分、展开投影线m的板块,板块分缝纵横对齐,在上下倾、屋面上板块被分为标准板、折板、单曲面板、双曲面板等,平面尺寸基本为3m×2m,在转角处 局部板块被分为3m×6m、4m×2m、6m×4m等。经设计许可后,加工预制现场吊装,完美表现设计意图。

  项目采用三维扫描逆向建模,利用三维空间模型进行坐标提取,现场通过全站仪、经纬仪、水平仪等测量仪器通过从平面、高程上进行投点放样,保证了测量精度。

  对于复杂造型的双曲面部位,采用CNC数码雕刻工艺,直接将模型导入CNC雕刻机,解决了模具制作、产品尺寸控制,接缝控制的难题,将复杂面的三维定点误差控制在了3mm以内,背负钢架安装点误 差也能较好地控制在连接角码的误差调节范围。

  青奥会议中心GRC板共计12700块,从深化设计、二次钢构安装、保温防水层施工,到GRC板安装 结束,用时一年,其每道工序都在考验施工人员的智慧与能力,通过三维模型技术与传统施工技术相结合, 将设计师的作品完美的呈现在世人的眼前。

  本项目内装部分曲面较多,造型复杂,内装表面分割难度高异性的空间曲面,造成了设计和施工间的交流障碍。多转角,多扭曲,控制面积大,GRG板的安装精度要求很高,且后期安装过程较难调整。借助BIM技术,以先转角后大面,满足设备搬运安装要求为前提,在原设计模型上进行分模,并使用模型作为和设计直接交流的工具。通过三维技术,根据需要安装的GRG信息建立主体结构的三维数字化模型, 提前预知并解决安装过程中会出现的碰撞、间隙等施工问题,提高工作效率;建立三维坐标作为安装施工的依据,更加方便,也提高了安装精度。

  工程分为桩基施工、基坑施工、地下室结构、主体结构、外幕墙及内装饰施工、室外管线个阶段,并对各个阶段进行细化节点,从日到周,周到月进行节点控制,施工节点只能提前,不能延迟,并借助Naviswork软件将排出的计划和模型相关联,用来验证计划的合理性,并实时监控现场的完成情况。

  2.6 BIM在质量管理中的应用项目人员借助BIM技术,将施工方案内容,制作成施工动画,模拟实际施工,使复杂工艺形象的展现得到快速、准确的传递。使用手持式移动终端设备,采用无线移动终端,对工人、质检人员、现场施工作业人员进行现场技术交底,检验施工质量,使施工方案可视化、施工难点与关键部位明确化,进而保证施工的顺利进行。

  自主研发了一套工程质量监督能力评价提升系统,创新性的将BIM模型用于人员的培训考核中去,系统能导入建立好的内含质量问题的BIM模型,并可以通过在质量通病库中勾选结果进行评分,从而提升新员工发现质量问题和鉴别质量问题的能力。

  2.7 辅助现场平面管理利用BIM模型进行现场平面布置规划,使其与结构主体关系更加立体。信息表现更全面、直观。再利用动画演示,发现不足,不断优化,完全实现模型和现场的一致,提高工作效率,降低管理难度。

  通过BIM技术,提高与业主设计、分包工作效率,解决了本项目多个技术难度超前的工艺难题。利用BIM模型结合项目算量软件、管理软件等实现了数据的统一和准确率,使项目成本更准确、及时。BIM技术的应用提高了工程一次成优率,为项目创优奠定基础。

  青奥会议中心工程在2014年8月投入使用,给世界各国的运动员、教练员、官员留下了深刻印象, 充分展示了南京形象,获得了各界一致好评。多次迎接全国建筑业协会、施工技术杂志社、江苏省装饰协 会等各界社会团体的观摩,也多次被江苏城市频道、江苏教育频道、南京科教频道、南京电视台、南京日 报、扬子晚报、《金陵瞭望》杂志和中央电视台报道,获得了“江苏省省级文明工地”、“市优质结构奖”、“金钢奖”、“上海市青年文明号”、“江苏省建设系统工人先锋号”等,形成了良好的社会效应。

  本项目遵循以管理为核心,模型为工具的应用思路。项目的创意性设计促使了BIM技术在本公司的落地和应用,特别是结合三维扫描技术、三维数字雕刻技术以及数字化预拼装技术的钢结构施工应用,使GRC和GRG施工应用水平和深度处于国内领先地位。围绕BIM软件展开了一系列二次开发,并将BIM技术用在现场质量人员的考核过程中。BIM应用围绕项目参建人员的日常工作展开,在优化传统工作方式的同真正实现了绿色、低碳、智能、科学的管理目标。

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