BIM助力中建三局机场项目解决施工难题

摘要：哈尔滨太平机场新建T2航站楼工程与既有T1航站楼近临建设，传统运用CAD绘制塔式起重机放样方式无法满足要求，而借助BIM建模软件搭设建筑模型可解决近邻施工、限高施工等施工难点。

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BIM助力中建三局机场项目解决施工难题

哈尔滨太平机场新建T2航站楼工程与既有T1航站楼近临建设，施工工程需满足民航净空管制要求且保证施工现场安全覆盖。传统运用CAD绘制塔式起重机放样方式无法满足施工现场碰撞检测、安全模拟等要求，而借助BIM建模软件搭设建筑模型可解决近邻施工、限高施工等施工难点。

通过应用BIM技术分析施工现场环境及建筑结构模型，模拟施工现场工况，实现大型机械设备精准定位，增强了施工过程可控性，避免安全隐患的发生，节省施工成本，充分体现建筑信息模型可视化、智能化、集约化优势。BIM带给建筑行业的不仅仅是生产效率的提高，更能够大幅度提升施工管理水平，促进优质工程建设，推动建筑信息化发展。

1工程概况

哈尔滨太平机场T2航站楼扩建工程位于哈尔滨市道里区太平机场内，航站楼的设计采用“冰雪”作为造型主题，建成的T2航站楼与T1航站楼紧密连接，整体造型呈现雪花状，体现哈尔滨鲜明的地域特色和简洁明朗的冰雪文化神韵。T2航站楼扩建工程东西向长约700m。南北向长约340m。航站楼建筑高度34.05m，指廊建筑高度20.5m。航站楼为混凝土大跨度框架结构，指廊为混凝土框架结构，楼面结构采用井字梁，屋面采用网架结构。图1为太平机场T2航站楼示意。

太平机场T2航站楼

2施工难点

1)本工程为近邻施工方式，新建T2航站楼与原T1航站楼无缝对接(见图2)，在T2航站楼施工过程中需维护既有航站楼及周边设施的正常运营。因此塔式起重机必须与既有建筑及设施保持足够的安全距离，对塔式起重机的覆盖范围有极其严格的控制要求。

2)本工程综合管线布设在地下综合管廊内。

T1航站楼与T2航站楼分区

地下除综合管廊外，仍有承台、基础梁、拉梁等结构构件，且地上为井字梁结构，塔式起重机布设需充分考虑避开相关关键节点位置，避免影响结构施工。

3)根据民航净空管理规定，所有建筑、临时建筑均不得超过正负零45m。因此塔式起重机出正负零高度必须控制在45m以内。而T2航站楼建筑高度即达到34.05m，故对相邻塔式起重机高度设置、群塔作业要求极其严格。图3为T2航站楼及指廊立面效果。

T2航站楼及指廊立面效果

3运用BIM进行塔式起重机精确定位

利用平面设计图纸，在Revit三维建模软件中确立建筑整体模型，对其有一个可视化、直观化认知。根据已建立各模型完善塔式起重机布设。塔式起重机布置基本流程：建立建筑模型→施工区段划分→塔式起重机基础设计→塔式起重机初步布设→碰撞检查、安全模拟→塔式起重机精确定位。

3.1三维模型搭建

对于传统CAD二维图纸，一个结构构件需要通过平面、立面、剖面等图纸才能完整表示。而基于BIM的建模软件中，通过搭建三维模型来表现完整的建筑和结构，这种模型不仅包含了构件几何信息，还包括了空间位置、搭接关系等多种数据信息。
在太平机场项目中，依据设计单位提供的施工图纸，使用Revit软件对航站楼项目建模。可充分展现工程外观及构件细部。从建立三维模型可直观表现地下管廊、承台、地梁等构件的精确位置。

3.2施工区段划分

根据T2航站楼引桥区域、地下室及施工缝设置情况，航站楼划分3个施工区13个施工段，指廊划分4个施工区18个施工段(见图4)。

廊划分4个施工区18个施工段

3.3塔式起重机初步设置

1)满足使用功能，同时结合施工现场的实际情况，尽可能覆盖整个施工平面及各种材料堆场，起吊量与工作半径满足施工要求。

2)塔式起重机对地上结构梁进行避让，并保证足够的安全距离。且塔式起重机出正负零高度必须控制在45m以下。

3)不得与桩承台相交。不穿越管廊、地下室，不与管廊、地下室连接。
   4)塔式起重机起重臂不得进入机场正在使用的机坪，不得覆盖既有航站楼。
   5)满足塔式起重机的各种性能，确保塔式起重机安装和拆除方便。
   6)对现场既有变压器和高压输电线进行最大程度避让，规避风险，减少措施投资。综上考虑现场布设9台塔式起重机可满足施工生产需求。

3.4塔式起重机工况模拟

1)碰撞检查通过对塔式起重机进行定位模拟，确保在满足使用要求的情况，避开桩基础、承台、结构梁等主要结构构件。塔身标准设计阶段应充分考虑地上井字梁区域，尽量设置在通风井、采光天窗等无结构楼板区域，减少对结构影响(见图5)。图6为塔式起重机标准节模拟

塔式起重机基础碰撞模拟

2)安全模拟通过对搭设高度及覆盖范围模拟，确保群塔作业安全，符合《塔式起重机安全规程》GB5144—2006要求。模拟施工环境覆盖范围，对高压线进行覆盖符合，对覆盖范围内高压线及变压器进行防护，杜绝安全隐患。

塔式起重机标准模拟

塔式起重机布置

3.5塔式起重机精确定位

在上述步骤完成后，即对塔式起重机进行精准定位工作(见图7)。结合地质及水文情况，通过结构计算在满足承载力要求的持力层设置塔式起重机基础。

4BIM在施工中的应用价值

1)利用三维建模可以清晰明了地看到塔式起重机与既有建筑物之间、塔式起重机与拟建建筑物之间、塔式起重机与塔式起重机之间和塔式起重机与临时设施之间的位置关系。通过调整，实现三维空间中的塔式起重机布置合理性最大化。

2)通过BIM技术模拟进行方案优化，工程在原有投标方案基础上减少了2台塔式起重机，并优化不在塔式起重机覆盖范围内120m高压线防护架。

3)通过BIM技术模拟进行方案优化，工程避免了地下室布置塔式起重机的安拆、排水、维护等问题，避免了2楼结构梁被塔式起重机穿过导致的后浇等问题，避免了地下承台、工程桩和地下管廊与塔式起重机基础的碰撞，避免了塔式起重机覆盖既有建筑的限位或拆除问题。为项目规避了当前需要注意和今后可能发生的问题，降低了整个工程的施工难度，节约了措施成本，缩短了施工工期。

4)通过BIM技术模拟进行方案优化，在塔式起重机基础和地下工程之间预留工作面，保证了塔式起重机基础施工和邻近工程结构施工的安全性和可操作性。并对边坡处塔式起重机进行分析和合理调整，保证了塔式起重机基础施工的安全性。

5)通过BIM技术对工况进行模拟，对群塔作业时的高低错塔进行合理布置，保证了群塔作业的安全性。

5结语

统筹安排施工现场大型起重设备，对项目履约具有极为重要作用，通过对现场环境进行施工模拟，使管理人员能够全面分析复杂的施工环境，对现场布置方案合理性作出快速评估，为项目平面布置决策提供科学的技术支持，有效减少了布置不合理情况的发生，从而加快了施工进度。

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