摘要：新建弥蒙铁路站房工程BIM技术在打造“精品客站”中的应用...
BIM技术在新建密蒙火车站项目建设“高品质客运站”中的应用
李学超
（中铁城建集团有限公司）
单位介绍
中国铁城建设集团有限公司是世界百强企业中国铁建旗下的大型建筑企业集团。 其前身是1948年成立的铁道兵团，是一家集投资、设计、建设、开发、运营于一体的城市综合性企业。 建筑投资者、建设者和运营商。 集团拥有房屋建筑工程施工总承包特级资质、铁路、市政等60多项资质。 业务涵盖房屋建筑、市政、公路、铁路、装饰、机电安装、地基、钢结构、幕墙、消防、园林、环保、建筑智能化、机场、地铁、建筑设计、土地开发及运营以及许多其他领域。
一、项目概况
1.1 项目简介
图1 红河站
该项目沿弥勒至蒙自铁路从北向南延伸，包括红河站、开远南站、彭浦站、竹园站四座站房，总建筑面积44275.95平方米。 其中，红河站建筑面积28350.13平方米。 主体采用钢混凝土框架结构，候车大厅采用钢网架屋顶。 是全国第一个将“四电”房、船员公寓、宿舍、公安楼等生产生活建筑纳入站房的。 中型综合客运站是红河枢纽的核心。 该区定位为以“铁路、航空”三大对外交通方式的终点站和联运为核心，集多种交通换乘方式为一体的国家枢纽综合体。
该项目为国家重点建设项目。 建成后，将加快推进“一带一路”经济建设和发展2米钢结构立柱地基图纸，深化云南对外开放。 这将极大促进沿线对外贸易交易的发展，加快沿线城市化进程，促进旅游资源的提升。 为促进少数民族地区发展和脱贫攻坚发挥作用，为云南打造我国辐射南亚东南亚的中心提供强有力的交通支撑。 对于推动营造文明和谐、共同发展的国际环境具有重要意义。
1.2 工程特点及难点
第一个重难点：异形多曲面幕墙种类多、体量大、安装精度要求高、施工工艺难度大。 幕墙总面积11000平方米，安装精度必须控制在1毫米以内。 其中红河站双曲面超大檐口，南北面积6800平方米，悬挑长14米，跨度254米，板型1300余种。 准确安装是非常困难的。
第二个重难点是红河站候车厅大跨度双曲面网格的精确定位和拼装困难。 网格为双曲人字形渐变形状，最大悬挑10.8米，结构跨度60m，焊接球节点1068个，二次焊缝3627m。 焊接变形和安装误差对结构内力影响很大； 同时，要实现外部幕墙的快速穿插，满足工期目标要求。
1.3 应用亮点与创新
亮点一：参数化建模+构件工厂预制+3D激光点云扫描打造高品质复杂形状双曲面幕墙
该项目拥有复杂形状双曲面幕墙10000多平方米。 它采用GH电池组+Rhino参数化建模，实现批量精准切割。
图2 双曲面幕墙精密冲裁工艺
然后利用BIM建模制作图纸指导龙骨的初步定位和安装，然后进行三维激光扫描，形成与BIM模型空间匹配的龙骨点云模型。 输出龙骨定位偏差数据，辅助现场龙骨精确定位和调整。 实现幕墙高效、精准的定位安装。
图3 双曲叠合檐口面幕墙龙骨精确定位过程
同时，通过所有构件的工厂化预制，优化了传统的施工流程，减少了现场作业量，同时提高了构件加工质量，大大缩短了工期。
图4 双曲梯级幕墙完成效果
亮点二：BIM辅助双曲面大跨超长悬臂钢网架液压同步整体吊装施工技术研究
项目采用BIM技术对预拱单点精确定位装置进行设计和模拟，开发了盘式格构柱+组合支撑梁+可调机构作为支撑系统，比全厅支撑更节省材料和使用组合式调节顶升支架可调节高度，实现更精确的控制。
通过调整吊装架的高度和立柱间的距离，避开更换杆的位置，根据悬臂端网格计算验证得到的临时吊点定位，优化吊装梁的长度。 候车厅檐口与网格同步升起，满足外幕墙快速插入的需要。
图5 双曲面大跨超长悬臂钢格栅液压同步整体吊装施工关键技术仿真
2. BIM组织
及应用环境
2.1 BIM应用目标
（一）技术研究及应用目标：
根据本项目特点，合理规划BIM应用工作，利用BIM技术为项目科研、工法创新等提供技术支撑。确保总结出3种工法，申请专利6项。
（二）建设深化应用目标
通过BIM深化落实《铁路客运站及生产生活设施详细设计施工质量控制标准》中的各项要求； 为工程中各种异形空间形态的施工提供强有力的技术支持。 BIM结合3D激光扫描、数字化处理、工厂预制、装配式建筑、VR、全息投影、无人机等前沿技术，提高施工质量，优化施工进度和成本。
（三）综合管理应用目标
积极运用BIM云、物联网、人工智能等先进技术赋能项目进行进度、质量、安全、绿色低碳施工的智能化管理，逐步建立成熟的工作体系，为公司智能化管理积累宝贵经验晋升。
（四）团队提升目标
用好该项目作为良好的人才培养土壤，通过实践应用和常态化的理论培训机制，培养一支既有理论知识又有实践经验的技术队伍，为公司提供优秀的技术人才。
2.2 团队组织
图6 BIM团队组织
2.3 软硬件环境
2.4 建模标准依据
《建筑信息模型分类及编码标准》GB/T 51269-2017
《铁路工程信息模型表达标准》T/CRBIM 005-2017
《铁路工程信息模型分类及编码标准》T/CRBIM 002-2014
《中国铁城建设集团有限公司BIM技术应用建模标准（试行）》
《中铁城市建设集团有限公司BIM技术应用操作指导手册（试行）》
2.5 应用策略
根据项目特点和难点确定BIM技术的应用目标和范围，并围绕应用目标制定应用方案。
3. BIM应用
3.1 BIM建模
该项目采用统一标准创建结构、建筑、钢结构、幕墙等多学科模型。
3.2 BIM应用情况
3.2.1 三维图纸验证
根据专业图纸创建高精度模型，利用BIM软件进行三维观察和碰撞检查。 根据造型过程问题记录和检验报告形成图纸问题报告，准确高效地将问题反馈给设计部门。
3.2.2 详细设计
使用鲁班大师对钢筋进行详细建模，生成钢筋物料清单。
利用Revit对机电装置进行专业精细化建模，利用BIM相关软件进行管道碰撞检查、管道综合调整、净高分析、综合支吊架设计、输出施工图。
进行钢结构节点优化设计，输出构件图进行数字化处理。
使用“草蜢+犀牛”进行参数化建模，提高双曲幕墙建模的效率和精度，并输出加工定位图纸。
根据《铁路客运站及生产生活设施详细设计施工质量控制标准》中的关键控制标准，采用Revit对精装修相关专业进行精细化建模，形成三维认识。
3.2.3 虚拟施工
将模型导入BIM相关软件，结合VR、全息投影等设备，对施工现场规划、综合支吊架布置、网格吊装施工等进行数字化模拟，从而预测项目的关键作业施工过程。
3.2.4 协同管理
利用鲁班协作平台模拟施工进度，并与无人机采集的进度进行对比，辅助进度管理。
使用安全质量协作模块上传安全质量问题，并在问题关闭前进行实时监控。 根据统计数据，针对高频问题制定针对性整改措施，每周例会讨论，必要时进行澄清，有针对性地解决。
在协作平台上输入VR质量样本并链接到模型以协助技术演示。
上传的数据与模型关联，可通过移动终端查看，确保现场技术管理工作始终有据可查。
4、应用效果
该项目应用BIM技术优化施工图纸和施工流程，节省工期40余天2米钢结构立柱地基图纸，累计减少人工和资金成本500万元以上，有效提高了项目施工质量，实现了打造高品质客运站的目标。 以BIM技术应用为基础，形成专利20项、软件1项、论文3篇、省级工法3项、科学技术奖2项，并在国内BIM竞赛中获得多项荣誉。
5. 总结
通过BIM的深度制图，结合构件的数字化和预制加工，大大减少了现场工作量。 在提高质量和精度的同时，有效节省了工期。
3D扫描的应用使得BIM模型与现场紧密结合，对复杂双曲面幕墙龙骨定位的测量和校正起到了关键作用。 调整后龙骨定位误差小于3mm。
BIM技术在技术创新中也发挥着关键作用。 在双曲面大跨超长悬臂钢网架液压同步整体吊装施工技术中，采用BIM模型进行有限元分析、可视化仿真和装置优化。 最终的技术成果是关于项目实施的。
依据《铁路客运站及生产生活设施详细设计施工质量控制标准》中的关键控制标准进行精细化建模，通过平面图、三维等方法进一步强化标准的落实演示文稿。
5.1 推广价值
本项目的BIM技术应用点经过项目实践的验证，为车站工程提供了可推广、可复制的方法，以打造高品质客运站为目标。 例如双曲幕墙、焊接球网、室内精装修等在节省施工时间、提高质量和精度方面的应用。
5.2 经验教训
（1）明确项目目标和需求：在使用BIM技术之前，明确时间要求、质量要求、资源要求等，这将有助于更好地应用BIM技术进行施工管理。
（2）建立合理的协作机制：由于该项目涉及多个学科，建立正确的协作机制对于多学科建设非常重要。 如统一标准规范、统一平台、建立有效的沟通协调机制等。
（3）培养一支综合能力较高的技术团队：BIM技术应用的成功取决于项目团队内外部团队成员的专业技能和经验。 因此，定期培养团队成员的专业技能是必要的前提。
