歲末年初，寒潮來(lái)襲，北京遭遇近幾十年來(lái)最冷氣溫。然而，中鐵建工北京豐臺站改建項目施工現場(chǎng)，卻是一派熱火朝天的施工景象。尤為引人注目的是29臺高聳的吊機長(cháng)臂，林立于鋼筋混凝土叢林，起升轉動(dòng)，忙而有序。這么密集的履帶吊、塔吊同時(shí)作業(yè)，如何避免發(fā)生碰撞、確保作業(yè)安全呢?
“這要歸功于我們依托BIM技術(shù)開(kāi)發(fā)的履帶吊塔吊防碰撞系統。”中鐵建工豐臺站BIM及信息化中心負責人董無(wú)窮說(shuō)。致力打造“精品工程、智能客站”，豐臺站改建施工伊始，項目即引入BIM技術(shù)，開(kāi)發(fā)履帶吊與塔吊防碰撞系統、研發(fā)鋼結構管理平臺……BIM技術(shù)的一系列創(chuàng )新應用、集成應用和深化應用，讓這座現代化鐵路站房建造變得更“聰明”。
創(chuàng )新應用
研發(fā)鋼結構全生命周期管理平臺
“捧回2020年全國最后一項BIM大賽大獎，豐臺站2020年度BIM應用畫(huà)上了圓滿(mǎn)句號。”董無(wú)窮口中的大獎，是行業(yè)頂級賽事——中國建筑(4.900, -0.04, -0.81%)業(yè)協(xié)會(huì )組織的第五屆建設工程BIM大賽獎項，項目部提交的《北京豐臺站鋼結構全生命周期管理與建造應用》獲評一類(lèi)成果獎。
由“制造”到“智造”，是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。BIM又稱(chēng)建筑信息模型，是一種利用信息技術(shù)和數字模型設計、施工、運營(yíng)管理的方法，其作為智能建造的重要手段之一，越來(lái)越廣泛地用于施工生產(chǎn)。
豐臺站是國內首例普速、高速雙層車(chē)場(chǎng)布置的大型現代化鐵路站房，地上4層、地下3層，總建筑面積40萬(wàn)平方米。站房工程鋼結構總用鋼量約20萬(wàn)噸，構件數量、單個(gè)尺寸及重量大，且多種專(zhuān)業(yè)交叉施工，現場(chǎng)空間狹小，給施工管理和安全質(zhì)量控制帶來(lái)極大挑戰。
現狀如此，如何破局?項目部在科學(xué)技術(shù)上下功夫、在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上找出路。BIM團隊成功研發(fā)了基于BIM+GIS(地理信息系統)的鋼結構全生命周期管理平臺。該平臺由網(wǎng)頁(yè)交互端、服務(wù)器端和手機APP端3部分組成，共包括項目總覽、6S管理等八大模塊，內容覆蓋鋼結構設計、工廠(chǎng)加工、物流運輸等6個(gè)階段16個(gè)環(huán)節的全過(guò)程管理。
平臺對各種信息的集成與抓取，不僅為質(zhì)量追溯提供了依據，也能夠反向驅動(dòng)BIM模型變化，實(shí)現不同管理結果的數據篩分應用。
針對現場(chǎng)管理復雜、信息采集不方便等特點(diǎn)，BIM團隊研發(fā)了平臺移動(dòng)APP端，內容涵蓋構件從出廠(chǎng)報驗到現場(chǎng)焊接、探傷的整個(gè)業(yè)務(wù)流程。管理人員和現場(chǎng)工人使用APP掃描平臺賦予各鋼構件唯一的二維碼，便可查看該構件高精度的模型;同時(shí)通過(guò)掃碼、拍照、上傳三步，還可將施工人員、作業(yè)時(shí)間、現場(chǎng)照片等與構件自動(dòng)關(guān)聯(lián)，真正讓BIM模型應用下沉至一線(xiàn)作業(yè)人員。
“豐臺站項目的BIM應用亮點(diǎn)突出，特別是BIM云計算平臺、自主研發(fā)的基于BIM+GIS的鋼結構全生命周期管理平臺及應用具有較強創(chuàng )新性，應用落地取得了大量的可借鑒經(jīng)驗。”2020年11月19日，豐臺站作為北京市BIM應用示范工程，通過(guò)北京市住建委中期檢查，當時(shí)的工作會(huì )上，與會(huì )專(zhuān)家組一致評介。
集成應用
智慧工地裝上“最強大腦”
項目部建設的以BIM和GIS模型為載體的智慧工地平臺還集成了其他多種模塊，如高清視頻監控系統、群塔防碰撞與吊鉤可視化系統、環(huán)境在線(xiàn)監測系統、人員管理系統等，實(shí)現了不同系統的統一管理。在前端，各業(yè)務(wù)操作全三維化交互;在后臺，各系統底層數據互聯(lián)互通。管理人員可直接基于三維界面管理，提高了現場(chǎng)管控能力。
眾多智能設備，如無(wú)人機、放線(xiàn)機器人(12.310, -0.51, -3.98%)、三維掃描儀、VR設備等設備的結合應用，最大化發(fā)揮了BIM模型價(jià)值。BIM技術(shù)團隊利用無(wú)人機僅用1周時(shí)間就完成了站房周邊6平方公里的現狀建筑、地形采集和數據處理，為解決站房與周邊銜接關(guān)系提供了有效支撐。“放線(xiàn)機器人是BIM的好伙伴，以前兩個(gè)人完成的放線(xiàn)任務(wù)現在只需要一個(gè)人就能完成。”董無(wú)窮說(shuō)。
三維掃描儀則如同給人做體檢一樣，在項目進(jìn)場(chǎng)之初對現場(chǎng)地形進(jìn)行原始精確采集，每一個(gè)建筑物、構筑物的最小采集尺寸精確到毫米，彌補了無(wú)人機局部建模精度不高的弊端。BIM與VR設備的廣泛融合應用，重點(diǎn)表現在直接將深化建立好的BIM模型導入VR軟件和設備中，與傳統平面顯示器展示不同的是，技術(shù)或管理人員可以在虛擬環(huán)境下，了解構件內部構造尺寸、機電管線(xiàn)排布情況，以及裝飾裝修效果等，提升對工程和工藝的理解。
深化應用
三維建模賦能精品工程提質(zhì)增效
在豐臺站改建過(guò)程中，中鐵建工全力推動(dòng)BIM、信息技術(shù)與建筑工程管理深度融合，在施工部署、施組優(yōu)化和方案比選等方面發(fā)揮了重要作用。
在場(chǎng)地布置時(shí)，由于豐臺站工程周邊環(huán)境影響因素眾多，傳統的二維平面布置和施工部署，無(wú)法就施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)影響做出全面分析判斷。技術(shù)團隊依托BIM三維可視化特點(diǎn)，建立工程附屬場(chǎng)地和設備設施模型，理清了設備及環(huán)境等對正式工程的影響。
豐臺站工程勁性鋼結構構件多、尺寸大，鋼結構、鋼筋、預應力交叉結合施工，管理難度極大。技術(shù)團隊利用BIM三維可視化和模擬特性，對復雜節點(diǎn)進(jìn)行1∶1建模，提前消除鋼筋碰撞問(wèn)題，并結合施工順序和要求，優(yōu)化鋼筋排布方案，同時(shí)對施工技術(shù)人員進(jìn)行三維可視化交底，保證了施工順利。不僅如此，項目部還在工程量特別大的二次砌筑中，利用BIM技術(shù)深化設計與出圖，解決了各類(lèi)管線(xiàn)及結構物碰撞問(wèn)題。每張圖紙上均有對應的三維BIM模型二維碼，供施工及管理人員掃碼查看，提高了施工精度和效率。
兩年來(lái)，豐臺站BIM技術(shù)團隊共開(kāi)展了6大類(lèi)39項基礎應用，完成48個(gè)各類(lèi)型節點(diǎn)的深化與優(yōu)化工作，基于BIM的圖紙會(huì )審發(fā)現圖紙問(wèn)題481條。豐臺站BIM應用得到業(yè)內廣泛認可，先后榮獲“龍圖杯”全國B(niǎo)IM大賽一等獎、第三屆優(yōu)路杯BIM技術(shù)大賽金獎、第二屆“共創(chuàng )杯”智能建造技術(shù)創(chuàng )新大賽施工組一等獎等10余項領(lǐng)域內重量級獎項。(李 軍)
