011 工程概况

1.1 项目简介

南京青奥会议中心工程占地面积 40 000 m2，总建筑面积 194 000 m2，建筑高度为 46.9 m，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，15 m 以下由 4 个独立的单体组成，15 m 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(图 1)。

(a) 建筑效果图    

(b) 模型截图

1.2 工程特点和难点

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(图 2)， 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 78 m，最大重量 175 t，钢柱部分为外框架倾斜柱，钢斜 柱节点最重 43 t，相贯节点最多为 93 个，24 000 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(图 3)。

 图 2 典型内装模型                                              

 图 3 典型钢结构节点模型

02BIM 组织与应用环境

2.1 BIM 应用目标

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。

2.2 实施方案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。

2.3 团队组织

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，如图 4~5 所示。

2.4 应用措施
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。

2.5 软硬件环境

  图 7 软件配置情况

03BIM应用

3.1 BIM 建模
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。

3.2 BIM 应用情况

3.2.1 HCI(人机互动)钢结构设计、加工和现场安装工程

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(图 8)。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(图 9)。

图8 钢结构建模                           

  

 图9 模拟动画

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(图 10)。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。

图 10 工程量提取

3.2.2 异型流线大空间机电管道安装设计和施工应用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(图 16)。

图 17 弯头优化

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(图 17)。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。

3.2.3 BIM 技术在 GRC 幕墙系统中的运用
本项目 GRC 约 89 000 m2，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(图 18)。

通过犀牛软件对模型进行划分、展开投影线，GRC 模型被分为 3 m 2 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 3 m *2 m，在转角处 局部板块被分为 3 m *6 m、4 m *2 m、6 m *4 m 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(图 19~20)。

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 3 mm 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(图 21~22)。

青奥会议中心 GRC 板共计 12 700 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。

3.2.4大空间自由曲面三维数字化施工

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，且后期安装过程总较难调整。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(图 23~24)。

图 19 下倾部位模型

图 22 GRC 加工现场

图 24 GRG 制作安装

3.2.5BIM 在进度管理中的应用工程分为桩基施工、基坑施工、地下室结构、主体结构、外幕墙及内装饰施工、室外管线及景观工程等 6 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(图 25~26)。

图26 4D模拟界面

3.2.6 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(图 28)。

图 28 软件系统截面

3.2.7辅助现场平面管理
利用 BIM 模型进行现场平面布置规划(图 29~30)，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。

图 30 钢结构阶段平面布置

05 应用效果

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(表 1)。

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。

总结

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。

本文借鉴原创论文《南京青奥城(会议中心)工程 BIM 技术应用》

作者叶 嵩，唐 潮，李文春，陈于峰（中建八局第三建设有限公司，江苏 南京 210068)

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