北京大兴国际机场东航基地项目BIM技术应用 维修机库钢网架施工应用

9月29日，北京大兴国际机场东航基地机库钢屋盖缓缓提升就位，东航基地机库正式封顶。同时也意味着北京大兴国际机场所有配套机库工程全部完成结构施工。北京大兴国际机场东航基地机务维修及特种车辆维修区一期工程甲方为上海东航投资有限公司，承建单位为北京建工旗下三建公司。该工程开创了由甲方主导的在设计、施工全过程应用BIM 技术的大型世纪工程。

北京新机场东航基地机库正式封顶

该工程总建筑面积8.54万平方米，包括机库及附楼、业务楼、航材库、北区能源动力中心等15栋单体建筑。其中北区机库总建筑面积2.8万平方米,是东航基地内规模最大的单体工程。机库由一个维修机库大厅和四层附楼组成，共设有2个宽体机机位或3个窄体机机位，最多可同时容纳2架波音747或3架波音777型机，能够满足多型号、不同维修维护需求的飞机灵活停放。

机库大厅是此次施工整体提升的重点所在，大厅平面长147米，宽99.7米，网架总重约1600吨，针对工程的技术难度和跨度，项目团队采用了“地面拼装+整体提升”的方法完成钢屋盖网架提升。

北京新机场东航基地BIM管理平台使用

由于该工程大跨度钢网架结构复杂，安装工艺复杂，定位精度高，为科学提升工程进度，提高工程质量，降低工程安全风险，增强多方协同合作是本工程的关键。该工程全面推行了由甲方（东航投资公司）主导的工程项目全生命期、多参与方的BIM应用，实现了工程项目投资策划、勘察设计、施工、运营维护各阶段基于BIM标准的信息传递和信息共享，满足了工程建设不同阶段对质量管控和工程进度、投资控制的需求。

BIM技术的钢结构深化应用

在工程项目施工准备阶段，东航投资公司北京项目部要求钢机构单位利用BIM技术开展钢网架专项深化设计与性能分析，确保钢钢架即符合使用需求又能在施工过程中严格控制应力点参数符合吊装要求。北京建工三公司在承接工作任务后，利用Revit、Tekla等相关技术工具对机库钢网架进行三维建模、深化协同、应力计算等工作。

建立基于云技术的协同管控体系

东航投资BIM管理中心在广联达标准化产品的基础上，依据民航建设领域的特点积极创新，持续推动民航建设领域BIM工程协同平台的研发工作。

东航投资北京项目公司通过协同平台整合钢结构深化设计的各项信息数据，利用云技术实现北京-上海异地审批，设计-施工-监理等单位多方同步工作。其中在结构深化过程中，利用BIM云技术发现重要设计协调问题3处，并通过BIM技术独立完成马道安装定位的三维尺寸校验工作，有效的推进工程进度。

北京新机场东航基地机库钢结构屋面设计

三维激光扫描在钢网架吊装过程中的应用

设备配置

三维激光扫描技术也称作高清晰测量，它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面点的三维坐标信息、反射率、纹理等信息，将被测实体和场景的三维数据完整地采集到电脑中，进而快速复建出被测目标三维模型及线、面、体、等图形数据。本次东航维修机库钢网架施工方案，根据现场工况、扫描主体对象、扫描精度、扫描时间、进度安排，最终选用2台三维激光扫描仪（拓普康GLS2000（中远程）、天宝TX5（近程））、1台测量机器人（天宝RTS873)、1台笔记本工作站(联想）、相关配套软件。

 拓普康GLS2000（远程）              天宝TX5（近程） 

测量机器人，是一种全自动高精度的、具有世界领先水平的一种全站仪。无需目镜，直接运用手簿（小笔记本）操作，能将CAD平面坐标图，三维坐标图，Revit模型（BIM模型）导入手簿中，进而通过仪器进行测量。

       天宝RTS873测量机器人                  徕卡TS30测量机器人

三维扫描作业流程

钢网架吊装控制网点设置及监控要求

结合机库网架提升的实际情况和三维扫描的特点，将控制点均匀覆盖整个施工测区，根据测绘院提供的首级测量基准点引测至测区现布设扫描区域坐标控制点8个，实现三维控制网和现场施工坐标系坐标对接。通过全站仪导线测量和数据平差处理，获取高精度坐标成果。

网架提升区域控制点布设示意图

根据网架提升规范要求和网架施工方案要求，钢结构网架提升精度要求较高，我方综合考虑拼装及施工综合精度，需做高精度测量控制网，控制点布设如上图所示，控制网精度如下所示：为确保扫描精度需要，控制网的精度将达到1/57000，采用高精度测量机器人徕卡TS30进行控制测量，测距精度能达到0.6mm+1ppm，测角精度能达到0.5″。

机库网架提升三维激光扫描测量主要在5个阶段中进行，共扫描5次；即机库网架在胎架上拼装完成后的网架和钢柱扫描、预提升后网架四周扫描、顶停阶段的静态扫描、安装完成后的起拱检测扫描、全部加载完成后的变形扫描。

钢网架三维扫描方案展示

BIM计划进度模拟分析

东航BIM中心、施工单位通过广联达BIM5D软件，对施工计划进行真实、动态的施工全过程进度模拟，在模拟的过程中暴露出计划中的诸多问题，如安全措施、分项计划冲突、场地布局等各种不合理的问题，这些问题都会影响实际工程进度，择优选择最具实操性的计划方案可以缩短项目施工周期。东航投资利用BIM5D计划进度与实际进度的对比功能，补强原有管理系统中施工阶段进度管理的弱项。基于BIM5D平台的月进度对比，以及无人机的定期航拍，分析现场进度的问题，检测进度的执行情况，为后续进度进行提前预警。

荣获BIM权威奖项 彰显实力

东航作为机场建设单位之一，积极进行现有工程管理模式的改革创新，提高风险管控能力，科学提升工程进度，有效协调工程资源。东航基地机务维修项目通过实践BIM 技术与其他工程管理手段相结合，实现BIM 技术与工程周报、无人机航拍、三维扫描相结合，优化统一数据模型质量，提高整合利用项目各阶段数据信息效能，增强管理可视化程度，有效提升了施工方案优化、协同施工、质量管理、安全管控等全过程精细化管理水平，树立了大型机场项目BIM 技术应用典范，为其他同类项目的建设积累了数据资产。

东航BIM中心管理团队合影

目前，北京新机场东航基地项目已经荣获英国皇家特许测量师学会（RICS）“2017 年度BIM 最佳应用冠军”；荣获2018年北京市住房和城乡建设委员会“2018年北京市BIM应用示范工程”。这些奖项的获得标志着上海东航投资有限公司BIM 技术应用得到了权威机构认可，达到业内先进水准。

后续东航投资将与广联达继续深度合作，将BIM协同管理应用到更多现场业务流程中。例如BIM平台即将发布的技术方案评审功能，可以帮助甲方专家团队与总包方协同评审现场工程中复杂技术方案时，摆脱抽象的文字技术方案，利用文字说明结合模拟视频、相关参数及模型参数的方式，既形象又专业的将技术的实施方案展现出来。此功能还具有审批流程，总包方在BIM平台上提交自己的技术方案后，甲方专家团队可直接在平台中浏览方案中每段视频及对应的文字说明、参数说明、模型展示等，并在平台中进行评审批复。BIM平台会将总包方提供的各种方案说明及对应参数存储入东航BIM中心数据库，后续为类似项目的技术方案提供经验参考，使BIM中心真正成为信息中心。