BIM案例：BIM技术在海外特级体育场施工中的应用

援柬埔寨体育场项目位于柬埔寨首都金边市东北郊规划的体育中心内，距市中心约15公里，是6万座特级体育场，总建筑面积8.24万㎡，共5层，檐口高度39.9m，是中国政府迄今为止对外援助规模最大、等级最高的体育场，建成后，将作为2023年东南亚运动会的主体育场，是一个集体育比赛、集会演出、商务办公、餐饮住宿、展览会议与购物的综合性多功能场所。

本工程应用世界首例99米高人字形三维度空间变曲面清水混凝土索塔结构，其造型复杂、结构多变，设计灵感源于柬埔寨佛教双手合十礼造型；采用世界首创的柔性斜拉-索桁罩棚结构，由2.2万米拉索、219吨索夹节点和3.2万平PTFE膜组成；设计了74根大截面环柱，高度倾角不一，由两道空间曲线环梁连为一体，与索塔、罩棚共同组成综合结构系统；现场还包含7208块预制清水混凝土看台板，与主体锯齿梁相连共同组成看台结构。针对以上重难点，项目部创新地引进BIM技术，以BIM模型信息为沟通媒介，准确地指导现场施工，解决各施工难题。

2现场施工BIM技术应用

2.1基于BIM的索塔结构施工应用

索塔由五条空间曲线组合作为外轮廓，建模使用一般软件或基础建模方法均难以实现，为此项目应用BIM软件采用Dynamo插件建立参数化模型最大程度地保证建模精度；并匹配Abaqus、Ansys等结构计算分析软件，分析施工过程各阶段的力学状态，为施工措施选型提供依据，合理划分施工段，优化机械配置。建立满足加工精度需求的参数化模型，指导施工现场进行数控精确加工。

BIM小组首先利用Revit进行索塔建模，在建模完成后的三维模型的相关剖切面上进行施工控制点的坐标提取，并将提取出的索塔坐标控制点转化到CAD平面图纸上。现场施工中利用高精度的全站仪对各坐标控制点位进行放样，采用在索塔钢柱上焊接钢筋、钢板平面点位上进行全站仪定点的施工方法依次进行交点、控制点的放样、标记施工，最后采用直径25mm钢筋焊接模板、钢筋的点位框进行限位控制，确保钢筋、模板平面的位置准确，保证吊塔外形设计的几何形态。

BIM小组依据建立的高精度模型进行各相关专业整合，索塔结构的图纸补充、钢筋定位、钢结构安装、模板拼装等施工定位依据全部来自BIM模型导出的坐标及控制点。

2.2基于BIM的柔性罩棚施工应用

项目罩棚索膜结构是由环索、交叉稳定索、斜拉索、谷索、背索、索桁架及撑杆组成的空间斜拉索桁柔性体系，屋面覆盖PTFE膜材，共将投入2.2万米拉索、219吨索夹节点和3.2万平米PTFE膜进行罩棚结构施工，具有结构新、变形大、构件多、跨度大、成型难的特点。

罩棚采用的斜拉索桁柔性体系，在国际尚属首次应用，索桁架悬挑跨度大，最大的悬挑跨度达66米，安装高度变化大，最大高差达14米（最高为40米，最低为26米）。项目部运用ANSYS验算索系张拉全过程，借助BIM进行全真施工模拟，进行可视化交底，确定工艺流程；根据数值模拟分析结果，基于BIM模型，对大吨位复杂索夹节点进行深化设计；索和膜专业结合BIM模型深化，对交叉节点处协调配合，避免索夹节点与膜张拉机构冲突。最终形成一套有效的柔性索桁结构施工形态综合控制施工技术，为本工程罩棚结构的施工提供技术支持。

2.3基于BIM的环梁环柱体系施工应用

环梁环柱设于罩棚外周，为饰面清水混凝土结构，环柱共计70根，截面为0.8m×2.5m，多角度外倾，倾角在67.01°～77.31°范围内变化，柱距约10m；环梁位于环柱顶部环体育场一周，中部高两端低，弧顶标高26.0～39.9m。大倾角高悬臂环柱体系在施工过程中变形过大结构不能自稳，同时又要求环梁环柱在索张拉时的状态与设计几何态一致，必须保证施工变形受控，原方案拟投入6000余吨不可周转的满堂盘扣架体，待罩棚张拉后架体才能拆除，架体滞留期长，耗费大。项目部应用相关BIM软件精确建模后，运用Midas软件按照五柱四跨对架体进行周转模拟施工，成功通过架体验算，最终选定挂架+新型“自卸荷临时钢支撑”架体方案，优化后的架体可拆除周转使用，架体需求量减半，创造了可观的经济效益。

基于环梁环柱体系的索网式金属幕墙外观图案及节点等均由我单位进行深化设计。BIM小组运用ANSYS对拉索受力及伸长值进行计算分析，确定材料的力学参数，进行初步选材工作。并利用三维激光扫描技术获取环梁环柱点云模型，与设计模型分析对比进行复核调整，为金属幕墙的精确下料提供依据。

2.4基于BIM的预制看台板施工应用

本工程看台为框架+预制清水混凝土看台板结构，总座位数6万个，看台结构分高、中、低三个区域，共包含7208块预制清水看台板，具体分别为4624块看台板、2392块踏步、192块预制栏板。看台板类型涉及U型板、T型板、L型板和一字型平板等。国内类似大型体育场的看台板工程均采用专业厂家代生产，运输至现场安装的方案进行施工，但由于本项目地处海外，运输成本极高，此方案难以实行，项目部经过多次论证分析，确定了基于BIM对预制看台厂进行规划设计，自建工厂的施工方案，不仅满足了本项目的看台板生产需要，还可以供需本地区其他项目预制构件，节约成本，创造产值。

由于看台结构锯齿梁施工标高控制难，施工误差较大，项目部在预制看台板安装前便利用三维激光扫描仪扫描获取锯齿梁点云模型，并与设计模型进行比对，对有误差的锯齿梁进行质量整改，使之达到安装看台板的精度要求；利用三维激光扫描仪扫描现场加工好的成品看台板，生成看台板点云模型，导入Naviswork软件进行碰撞检查，并进行看台板虚拟预拼装，确保施工时的准确性。

文：倪喜雨 杨慧椋 王群清 郭亮亮 潘建国 中建八局华北分公司

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