获奖项目名称：基于BIM的大跨空间结构数字孪生关键技术研究与应用 

　　主要完成单位：中铁建工集团建筑安装有限公司、深圳市特区建工科工集团有限公司、中铁建工集团有限公司、上海宝冶集团有限公司、上海交通大学 

　　主要完成人：邹海涛、姚绪辉、滕广武、蔺军、童宇超、陈务军、陈德劲、 武克辰、陈琳、董琲 

　　二、项目背景 

　　大跨空间结构集设计、分析、施工于一体，可实现大跨度、大柱网的空间形式，被广泛应用于大型公共建筑，如体育馆、航站楼、火车站、会展中心等。此类建筑的安全性对人员安全、社会公共利益与秩序等有重大影响。但其跨度大、构件数量庞大、三维形态复杂的特性，给结构的设计制作施工一体化控制、施工监测与管理带来了巨大的挑战。 

　　杭州西站是杭州亚运会重点配套工程，总建筑面积51.2万平方米，其中站房建筑面积10万平方米，站场规模为11台20线。站房整体以“云之城”为设计理念，以“城市未来生活典范区”为目标，打造“云端站房”。站房屋盖平面尺寸330m×245m，由桁架和网架组成，桁架截面最大高度6m，正交正放焊接球网架，典型网格尺寸约4.5m×3.5m，采用变截面圆管柱作为下部支撑体系。 

　　衢州市体育中心占地57万平方米，整体建成后将成为世界上最大的覆土建筑群。其中体育场设计独特，白色环形的风雨罩篷如漂浮于大地之上的光冕，是国内面积最大的清水砼场馆，拥有国内首个罩棚双层膜体系。上部罩棚结构为空间悬挑钢桁架结构，最大悬挑45.6m；G类膜结构覆盖面积9万平方米，单片最大尺寸53.5m×10.4m。 

　　三、创新成果 

　　1.基于激光点云的大跨空间结构三维重建技术 

　　创新提出基于Nurbs 建模参数建立包络体空间域的点云简化方法,大幅提高点云简化效率，实现大跨空间结构三维重建，指导复杂结构的高精度、数字化建造，为大跨空间结构数字孪生体的建立提供基础模型。 

三维重建技术流程

　　2.结构非接触测量、建模与分析技术 

　　提出基于三维摄影测量的分析方法，进行结构动态外形的实时测量，建模整体偏差小于2mm，实现结构设计制作施工一体化控制，为数字孪生模型的仿真、验证提供依据。 

　　3.基于BIM+物联网技术的建筑全生命周期网格化智慧管理 

　　基于网格化管理平台和 OpenBIM 技术框架，融合 BIM、物联网和互联网等技术，以BIM模型、结构力学分析模型、监测数据和项目管理信息，进行施工现场可视化、虚拟化的协同管理与建造过程模拟，实现物理空间与虚拟空间的交互，初步建立大型公建项目数字孪生模型。 

OpenBIM软件生态

OpenBIM应用流程

全生命周期网格化智慧管理平台

　　四、推广应用 

　　本成果已在杭州西站站房、衢州奥林匹克体育公园体育场、深圳市青少年足球训练基地等项目中应用。已取得国家授权专利13项（其中发明专利3项）、省部级工法1项、市级BIM应用指南1项、BIM 奖项26项、发表专业论文10篇（SCI收录2篇，EI收录1篇），可为大跨度空间结构数字孪生体的三维重建、模型仿真以及全生命周期智慧管理提供成套的技术解决方案。