上海市第七屆BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽

項目案例獎（房建類）一等獎

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一、項目概況

上海博物館東館坐落于浦東新區(qū)聯(lián)洋社區(qū)，總建筑面積約11.3萬平方米（地上6層，地下2層），定位為“世界頂級的中國古代藝術(shù)博物館”，是上海重要的文化新地標。項目集展示、服務(wù)、研究、庫藏及辦公功能于一體。其主體結(jié)構(gòu)包含多處大跨度桁架以滿足展陳空間需求。L2至L5層通過內(nèi)廷區(qū)域雙曲螺旋鋼坡道連接，采用旋轉(zhuǎn)坡道結(jié)合單邊懸索的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)形式。

圖1：上海博物館東館實景圖

項目通過BIM技術(shù)賦能復(fù)雜結(jié)構(gòu)精準施工，優(yōu)化24米大跨度懸挑桁架施工方案，實現(xiàn)雙曲螺旋坡道單邊懸索結(jié)構(gòu)精度控制。

深度融合建筑、結(jié)構(gòu)、機電全專業(yè)模型與設(shè)備參數(shù)、測試記錄等信息，構(gòu)建標準化數(shù)字交付流程，實現(xiàn)交付規(guī)則流程化、交付結(jié)果標準化、交付資產(chǎn)可視化。

打造“3M”智慧運維體系，構(gòu)建涵蓋藏品智慧保護（AIM）、場館智慧運營（BIM）、觀眾智慧服務(wù)（CIM）的智慧博物館框架，保障文博安全，提升管理效能。

二、特色亮點

1、大跨度懸挑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

針對24米大懸挑桁架，項目團隊運用Tekla深化建模與ANSYS多工況力學(xué)模擬，將桁架合理拆分為標準化單元，并據(jù)此優(yōu)化臨時支撐體系的點位與間距，實現(xiàn)安全高效施工。

圖2：懸挑桁架臨時支撐示意圖

2、旋轉(zhuǎn)坡道預(yù)應(yīng)力鋼拉索施工應(yīng)用

面對由19個雙曲分段構(gòu)成的核心螺旋坡道，基于設(shè)計圖紙，在Rhino生成數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Tekla自動擬合鋼結(jié)構(gòu)模型。關(guān)鍵創(chuàng)新在于節(jié)點設(shè)計：上吊點采用“雙曲耳板”，經(jīng)數(shù)控壓彎分8區(qū)段精準匹配索向，現(xiàn)場調(diào)姿焊接;下吊點創(chuàng)新使用“螺桿式索頭與后置套筒”組合，有效吸收空間偏差。

圖3：tekla模型拉索深化設(shè)計

面對32根鋼拉索張拉，采用BIM結(jié)合有限元分析支撐胎架設(shè)置位置及拉索張拉順序，基于有限元施工模擬，將32根鋼拉索分4批次階梯張拉（10%→90%→100%→105%設(shè)計索力），拉鎖張拉過程態(tài)索力偏差均在10%以內(nèi)。完成態(tài)的各拉鎖索力偏差均在5%內(nèi)。

圖4：拉索張拉順序

圖5：旋轉(zhuǎn)坡道施工

3、保障模型與實體一致性

在施工階段，通過采集吊頂內(nèi)隱蔽工程及機房設(shè)備的全景圖像，與BIM模型進行自動比對，修正BIM模型，確?？⒐つＰ团c現(xiàn)場實際高度一致。

圖6：全景與模型自動匹配

4、基于BIM的數(shù)字交付

當竣工模型與現(xiàn)場一致以后，以房間為載體，集成攝像頭、門禁、空氣監(jiān)測等上千個弱電點位及機電管線連接關(guān)系。通過自研的6大引擎，提供一個高質(zhì)量的、附加數(shù)據(jù)的孿生模型底座。

圖7：機電上下游邏輯關(guān)系提取

5、基于實時數(shù)據(jù)推演的藏品點交安全管控應(yīng)用

面對藏品恒溫恒濕的微環(huán)境要求，本項目集成藏品數(shù)字檔案信息，實現(xiàn)展廳數(shù)字孿生模型實時更新，并將藏品微環(huán)境需求變更情況通知相關(guān)部門，有效提升藏品微環(huán)境保護工作精細化程度。

圖8：集成各展柜微環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)

三、取得成效

通過優(yōu)化大跨度鋼桁架臨時支撐體系，減少用鋼量45噸，直接節(jié)省成本63萬元。結(jié)合工期優(yōu)化及人工、場地成本節(jié)約，實現(xiàn)綜合降本149萬元。

高效完成了638臺重點設(shè)備在線查驗，解決了1379項接管問題，集中存儲16個專業(yè)系統(tǒng)共2.16GB設(shè)備資料，信息檢索效率提升了50%。

項目實踐成果主導(dǎo)編制了三部重要行業(yè)標準，為博物館及文化建筑領(lǐng)域的數(shù)字化建造與運維樹立了新標桿。

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