国家速滑馆工程北临国家网球中心，西临林萃路，是2022年冬奥会重要的比赛场馆（见图1）。国家速滑馆建筑面积约9.7万m²，主场馆外轮廓线投影呈椭圆形，南北长约240m、东西宽约178m，地下2层，地上3层，檐口高度15.4～33.8m，总坐席12058座。国家速滑馆外立面幕墙由22根曲线环形玻璃环绕而成，形成美轮美奂的“冰丝带”，营造出冰与速度的完美结合。建成后将与“鸟巢”“水立方”分别象征“冰”“火”“水”在奥运赛区交相辉映，共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。

1）社会关注度高作为2022年冬奥会最重要的标志性比赛场馆，项目自开工以来受到社会高度关注。

2）工期异常紧张合同工期仅2年，而国内外类似工程一般为3～5年。如何在高难度的前提下按时高标准完成建设任务，是项目团队面对的巨大挑战。

3）施工难度大多标高多规格复杂群嵌套基槽、大型倾斜型钢-混凝土组合异形劲性结构、全国首例弧形预制看台板、大跨度空间双曲马鞍形屋盖环桁架、国内最大跨度单层双向正交马鞍形屋面索网、天坛型曲面玻璃幕墙、单元式柔性屋面等是工程施工面临的一系列技术难题。

4）质量安全标准高工程质量需确保中国建筑工程钢结构金奖和中国建设工程鲁班奖，安全生产创建全国建设工程项目施工安全生产标准化工地。

1）工程造型复杂、难度大、工期紧，通过在深化设计、加工、施工阶段应用BIM技术，实现工程精准、高效建造。

2）项目参与方众多，通过总承包BIM管理，实现对项目进度、技术、质量、安全等方面的智慧、协同管理。

3）利用以BIM为核心的信息化技术助力智慧建造，并为未来智慧场馆运营奠定基础（智慧工地→智慧建造→智慧场馆）。

本工程基于BIM的智慧建造由项目执行经理牵头，项目总工程师分管，机关BIM中心协助指导，项目BIM中心主任负责制定BIM实施导则并落实。项目BIM中心进行总承包自施范围内模型创建工作及对各专业分包实施总承包BIM管理。专业分包BIM工程师人数根据现场需要和实施阶段进行动态调整。

1）混凝土结构建模土方开挖前，在东南管沟建模过程中发现筏板与管沟层顶板发生冲突，及时反馈给设计，将问题解决在槽底土方开挖之前，避免了土方、混凝土返工，节约工期和成本。

2）看台结构建模通过对预制看台建模，发现东北、西北、东南、西南角位置处踏步标高繁多且不确定。考虑到预制难度，通过与设计沟通改为现浇看台，减少开模数量，并经过标高优化，最终保障了造型和功能。

3）室外管道建模通过建立室外市政管道模型，发现部分市政管道需从现有临建下方穿过，涉及临建拆除或移动。将该问题与设计沟通后进行避让优化，节约了施工成本。

1）钢结构BIM深化钢结构深化范围主要为劲性结构钢骨、钢环桁架、临时看台钢结构和检修马道。钢结构深化过程中发现部分幕墙撑杆节点与桁架杆件相贯节点现场焊缝碰撞，经设计同意后调整杆件位置；并发现天窗梁牛腿与屋面索牛腿有冲突，经设计同意调整天窗梁位置以避让屋面索牛腿。

2）索结构BIM深化索结构深化范围主要为连接耳板设计、提升张拉工装设计。对承重索提升工装、承重索张拉工装、稳定索张拉工装进行三维实体放样，以保证满足提升和张拉施工构造的需要。

由于土建结构十分复杂，特别是不同标高筏板之间的高低跨连接处及多处嵌套坑之间连接处构造极其复杂，传统手工算量困难且繁琐。将施工模型依据流水段划分，得出各流水段理论净混凝土方量，并在该流水段施工前将方量报至工程部，为人、机、料等施工部署提供参考。

国家速滑馆基槽极其复杂，变标高多，最高-6.700m，最低-15.800m，基槽最深处落差达7.700m。且基槽中包含大量多规格电梯井、集水坑，形成“大坑套小坑”的复杂群嵌套基槽。项目团队通过建立开槽BIM模型，优化开槽图设计，生成可直观理解的三维开槽施工模型（见图2）。模型制作完成后对施工队进行三维可视化交底，直观展现开槽施工的最终状态；导出复杂区域槽顶底边界点x、y、z坐标，利用全站仪复核，确保开槽精度。

国家速滑馆异形劲性斜柱由混凝土和超规格型钢组成，截面随高度改变，形状不规则，地面以上柱体背向场馆倾斜。环场馆一周的劲性柱共48根，与水平面夹角为70.84°～76.09°。因劲性柱节点极其复杂，钢筋规格多样、穿筋复杂，利用柱帽穿筋工艺模拟，帮助管理人员和现场工人掌握施工工序，提高施工效率，节省施工成本（见图3）。

针对施工周期短、工期紧等问题，研发了针对本工程的智建SaaS化管理平台。通过将Project计划进度关联到多维信息的轻量化云端BIM模型，工程师现场采集数据、拍摄照片并实时上传，实现实际进度与计划进度实时对比、多层级进度信息展示、关键线路及里程碑节点管控、轻量化三维模型施工进度管理。施工管理人员可通过计算机端、手机微信端直观掌握工程建设进度情况，辅助调配现场人、机、料等资源。

国家速滑馆看台板首次采用弧形预制技术，并采用再生骨料混凝土。清水混凝土看台构件主要用于地下室楼梯、下层看台和上层看台3个区域，共1911块、331个规格。

在深化设计时统筹协调机电、转播机位的预留预埋，基于BIM技术对看台板截面和构造进行标准化定型设计；特制钢模板进行构件加工，保证浇筑构件的尺寸精度和成型质量（见图4）。针对再生骨料堆石混凝土、装配式再生混凝土构件制备及结构、预制再生清水混凝土看台板性能等，项目联合清华大学、北京工业大学、河北工业大学等进行科技攻关。

钢环桁架平面投影外形尺寸为226m×153m，节点采用管-管相贯焊接形式连接，包括328根主弦杆和2220根腹杆，总重约8500t。截面为组合式桁架，包括7根主弦杆和12根腹杆。杆件截面规格多样，弦杆截面尺寸大，钢管最大截面尺寸为1600mm×60mm。

本工程环桁架采取“南北区吊装+东西区滑移”的总体施工方案（见图5）。在施工前对滑移方案进行仿真模拟计算。环桁架总体分4个分区，南、北区采用原位分段吊装。东、西滑移分区总长181.9m，宽40.5m，重约2750t，采用“场外高空拼装和高低二次滑移就位”的安装方法，共铺设8条下滑移轨道及4组滑移支撑架。桁架采用履带式起重机从中间向两端进行高空拼装，拼装完成后，将滑移机器人设置在下滑移轨道梁上，将桁架滑移至场馆6.1m层结构边，完成上滑移轨道梁对接，再将桁架二次滑移至安装位置。

为确保吊装区与滑移区的结构能准确对接，吊装区两端设置嵌补分段，当滑移区桁架落架后采用履带式起重机安装。嵌补分段安装焊接合龙后，进行结构整体卸载（见图6）。

索网南北向最大跨度198m，东西向最大跨度124m。本工程首次采用国内完全自主研发的高钒封闭索，承重索和稳定索均采用双索设计，通过索夹固定。拉索总长约20410m，总重约968t。

为验证结构建造过程的可行性和安全性，国家速滑馆项目与浙江大学联合进行1∶12实体模型仿真试验，并在结构上布置监测点进行全程健康监测。经方案比选，综合考虑施工安全、成本、工期等因素，采用“地面组装索网、整体提升张拉”的总体施工方案。

地面索网铺装顺序为：先安装承重索后安装稳定索，承重索展索顺序为从北向南，稳定索展索顺序为从西向东，全部采用全站仪根据索地面投影点坐标进行精准放样（见图7）。

索网地面铺装完成后利用提升机器人进行98根承重索同步提升。承重索提升就位后，张拉两端各3榀承重索和60根稳定索。索网张拉时分阶段、分级对称同步张拉，保障张拉过程安全和最终索网成型效果（见图8）。

玻璃幕墙呈天坛轮廓造型，由160根S形钢龙骨斜向支撑，幕墙单元玻璃为双夹胶中空曲面玻璃，由4层8mm玻璃两两夹SGP胶片，再复合成12mm厚中空Ar层玻璃单元，玻璃单元共3360块（见图9）。幕墙外侧设置22道622m深弯半圆玻璃管，管内设LED灯带。幕墙龙骨系统主要由曲面幕墙S形钢龙骨、弧形连接梁、丝带支撑杆、丝带圆钢管组成。最长S形钢龙骨为32.7m，最短为17.8m。

在施工前对预埋件及牛腿进行现场测量复核，反馈至BIM深化设计，确保深化设计准确度。构件下料加工数据利用GH插件从BIM模型导出，保障加工数据与深化设计的一致性。最后利用高精度测量仪器进行放样安装。通过在深化设计、下料加工、测量放样、施工安装全过程使用统一的参数化BIM模型，保障曲形玻璃幕墙加工和施工精度（见图10）。

通过对土建结构、钢环桁架、索网进行基于多专业平行施工的仿真模拟，论证施工方案可行性，最大程度节约工期。环桁架采取“南北区吊装+东西区滑移”的总体施工方案，索结构采取“地面拼装+整体提升”的总体施工方案。

平行施工即地下车库封顶后，在车库东西两端进行环桁架拼装；南北看台上部的环桁架则待看台结构施工完成后，立即采用履带式起重机插入原位分段吊装；地上结构施工的同时进行预制看台板安装；东西看台结构施工完成后，采用同步滑移施工方案将环桁架安装就位，与此同时，对已完成的预制看台采取防护措施，进行地上展索铺装；最终实现混凝土结构、预制看台结构、钢环桁架、索网的平行施工。

1）基于人工智能的劳务管理应用人脸识别技术，实现人脸识别与闸机联动，取代门禁刷卡等传统劳务管理手段；基于机器学习，实现系统自动识别工人不带安全帽、抽烟等不文明行为，联动广播及后端管理人员及时进行处理；通过以脸搜脸界面，拍摄作业人员照片并上传，实现实时人脸匹配，从数据库中调出该作业人员所有录入信息及人员轨迹，形成集团层面工人大数据挖掘和应用。

2）智能化安全管理实现施工现场、工人生活区、办公区的监控全覆盖及主要道路、重点区域的监控。塔式起重机上球机配合云台实现720°旋转及变焦，实现运筹帷幄于千里之外；通过风速报警、防倾斜、禁行区域设置保护、防碰撞、制动控制、黑匣子等多种功能，辅助塔式起重机安全运行。

国家速滑馆项目通过深化设计阶段减少错漏碰缺，构件加工阶段回收利用废旧桩头及模板周转，施工前优化方案及进行三维可视化交底，施工阶段复杂结构多专业平行施工，节约大量工期和项目成本，实现工程精准高效建造。

未来，我们将基于现有国家速滑馆项目智慧建造数字资产基础及智慧工地“感知阶段”大数据积累，打造2022年智慧冬奥场馆，为世界奉献一场精彩、非凡、卓越的冬奥盛会。