一、项目概况

北京铁路枢纽丰台站站房工程位于北京市西南三四环之间，站房建筑总规模为39.88万平米，建筑高度36.5m，最高聚集人数14000人。地上四层，地下三层，局部设有夹层，在地下二层和三层分别为北京地铁10号和16号线的站台层，与站房主体同结构施工。

丰台站采用双层车场设计，普速车场位于地面层，采用上进下出的流线方式；高架车场位于23m标高层，采用下进下出的流线方式，是国内首座将高速车场和普速车场重叠布置的站房工程。工程分为两期施工建设，一期工程开工日期为2018年12月1日，二期工程在2020年9月1日开工，计划竣工交付日期2021年12月。

二、项目实施

1、BIM模型建立

建立深化BIM模型，进行实例化参数添加，集成WBS编码、图纸版次、问题说明、图纸变更等信息，建立模型视口和图纸视口，确定剪切关系等。

2、图纸问题会审报告

利用深化后的BIM模型检查人防门与结构梁的碰撞检查，确保每一道人防门均可无障碍安装。利用BIM模型进行图纸会审，出具标准问题报告并下发至各技术负责人，形成问题汇总清单，由设计单位审核后形成相关成果文件，提高设计精准度，减少施工中问题发生。并在实体施工时检查是否执行，截止目前共发现图纸问题481项，形成图纸会审报告9份。

3、基于BIM的图纸、模型、问题管理

利用BIM软件的信息赋予功能，以时间轴将图纸的设计优化信息、图纸变更信息、问题交流信息等集成到模型内，管理人员在使用时依据位置等空间信息检索是否存在变化，达到了“以时间换空间”的效果，提高管理人员工作效率、减少施工成本。

4、BIM群塔布置及方案验证

建立群塔布置模型，检查塔吊基础、塔吊大臂之间和塔身与结构之间的位置关系，确保塔吊基础及位置符合要求。

图1 二期塔吊布置

5、BIM复杂节点技术交底

针对站房复杂节点多的特点，建立47个复杂节点BIM模型，细化表达钢筋、钢结构和模板等内容，验证钢筋施工的可行性，优化节点连接方案等，出具节点施工详图，对作业队伍进行三维可视化交底，保证了混凝土结构的顺利实施。

图2 复杂节点技术交底

6、施工方案模拟及验证

结构施工期间对跨既有线钢栈桥和混凝土灌注桩施工等重大方案精细模拟，建立跨接有线钢栈桥模型，对钢栈桥的组拼方案进行动画模拟，用于方案审查与施工前交底，严格落实方案要求施工。对其它一般性方案，实行100%方案BIM化，提高了方案编制水平，易于工人理解。

图3 既有线天桥施工模拟

7、施工部署BIM优化

利用BIM模型对丰台站东站房基础、雨棚基础、普速站台及地下行包通道等多专业交叉施工进行施工优化部署，为项目部节约大量工期，使施工组织更加合理有序。

对站台下空间的利用优化，建立每个站台的BIM模型，通过对中空站台的优化，使施工现场土方开挖难度降低，结构形式在满足功能要求的同时便于施工，大大提高了施工效率，节省工期。

图4 东站房施工部署

8、二次结构深化设计

对建筑专业中的砌筑墙体开展深化设计，包括构造柱、圈梁、水平系梁、过梁等内容，将墙体预留洞口尺寸、标高和砌体排砖等出图标注，并将深化砌筑模型导入至轻量化平台中，以二维码形式供管理人员扫码查看精细模型。为了快速区分不同类型墙体，对墙体类型进行分析标注，针对大于4米的高墙单独注释标记，方便管理人员快速定位相应墙体。为了最大化保证建筑空间，通过BIM可视化手段在管线综合模型排布基础上进行房间净高分析，并使用BIM软件做出净高分析图，配合装饰专业进行吊顶设计，保证美观高效。

图5 建筑BIM深化

9、机电BIM 模型深化优化

在机电BIM应用上，根据不同施工阶段内容对机电的要求不同，我们明确了三次管线综合标准，用于不同阶段的施工深化，提高了BIM在机电安装应用的响应能力。

对机电管线密集区域应用BIM管线综合，整体确保有限空间管线合理布局，优化管线最终路由，保证现场施工顺利。以BIM模型管理机电预留点位，做到不落一处的闭合管理。

图6 管线综合结果

10、机房装配式施工

在丰台站所有机房和主要管线中应用基于BIM预制装配式施工技术，建立所有管线的LOD400深化模型，将模型的管道分段，与管道、风管等自动加工设备数据接口打通，实现主要机电管线、全部机房管线的工厂内后台预制化加工，运送至施工场地进行现场安装。可以有效减少现场的切割、焊接作业，提升绿色、文明施工水平，保证安装质量，降低施工风险，为工程节约成本，节省工期。

11、BIM+三维扫描仪应用

考虑丰台站工程施工工期紧张、工程场地占地面积大、整体土方开挖与内倒量大、工程钢结构总量大、单根钢柱尺寸界面大、拼装焊接难度高等特点，同时因为施工组织安排，需两阶段将钢结构柱由-13.3米施工至20米层，轨道间竖向构件偏差要求高等难点，计划应用BIM+三维扫描仪用于现场土方量开挖测算、钢结构虚拟预拼装、钢结构实体安装质量验收、安装预制化基础环境采集等。实现基于理论模型与实际模型的差值对比分析，计算空间实体工程量，精准校验钢结构、混凝土结构的施工质量偏差，以虚拟环境的预拼装代替物理环境的预拼装，提高施工质量，加快施工效率，节约施工成本等。

图7 三维扫描仪应用

12、BIM+放线机器人应用

在丰台站站房工程施工中利用BIM技术与智能机器人集成应用，通过对软件、硬件进行整合，放线机器人是通过平板电脑选取BIM模型中所需放样点，指挥机器人发射红外激光自动照准现实点位。

13、BIM+3D打印机应用

通过3D打印机将模型进行缩放比例打印，将打印出来的模型在交底会进行展示，同时，与技术人员针对模型进行施工工艺的讨论，帮助施工作业人员充分理解施工完成后的节点形式，加快作业人员对施工工艺的熟悉。通过3D打印机，在一定程度上节约实际样板所需要的材料和人工费用，优化施工工艺，合理调整施工作业流程。

三、应用成果及效益

1、经济效益。

在BIM创新应用中，通过云计算中心建设减少重复布线、重复购置硬件等费用50余万元。基于研发的钢结构全生命周期管理平台，通过对构件的物流管理和现场堆场管理，减少现场构件占地面积，节约租费700万元，充分介入构件的生产环节，在配备了基于BIM的自动套料软件后，整体提高原材料利用率1个百分点，单独钢板原材料和切割能源节约成本1000万元，并且在推进基于云、大、智、物、移等智慧工地建设过程中，采用智能系统和设备辅助人工管理操作，减少人员投入约200万元，在保证安全的前提下提高塔吊等吊装设备满载运行效率，减少设备租赁费用70万元。

在BIM技术综合应用过程中，通过对站房专业的建模与深化，提前发现并解决各类有可能传导至施工中的问题480余项，减少实际施工返工损失400余万元，并在深化BIM模型的基础上开展节点优化和施工组织优化，节省材料和人工成本185万。采用放线机器人、三维扫描仪等加快放线效率，节省人工投入30万元。

2、社会效益

通过全方位应用BIM技术，竖立了央企在建筑业不断变化浪潮中永争潮头的良好形象，为新时代下施工总包企业如何构建基于BIM的信息化平台提供了路线参考，开创了融合、集成创新发展的新模式，建设过程中得到国铁集团、北京市的各级领导认可，央视、北京日报等媒体广泛宣传报道，有力的提升了企业的社会影响力。

丰台站基于BIM+GIS的钢结构全生命周期管理平台研发经验和成果，为新时代下施工总包企业如何构建基于BIM的信息化平台提供了路线参考；丰台站的BIM技术应用，尤其是图纸会审报告、复杂节点深化设计、以及BIM+智能化设备结合应用，极大地提高了工程的建造质量，不仅取得一定的经济和环境效益，更加竖立了央企的良好形象，对于推动其它行业不断前进有极大的示范引领作用。