BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

劉 燕 周 捷

（重慶市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，重慶 401122）

0 前言

BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，具有很強(qiáng)的適用性，實(shí)施效果好。這一技術(shù)能夠廣泛地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)建模、碰撞檢查、4D施工模擬等方面。但由于地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于地下工程，BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中仍存在諸多不足。因此施工設(shè)計(jì)單位要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)效率，保證整體工程質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)的本質(zhì)是各類信息數(shù)據(jù)載體，依托三維模型構(gòu)建，對(duì)工程實(shí)踐中的各類真實(shí)信息進(jìn)行模擬，具有完整性、關(guān)聯(lián)性、可視化和協(xié)調(diào)性特征。其可以根據(jù)地鐵車站各階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，分析相關(guān)造價(jià)、裝配調(diào)價(jià)等信息，在直接影響造價(jià)管理、施工運(yùn)行等方面工作的同時(shí)，也便于對(duì)信息進(jìn)行修改和存儲(chǔ)?，F(xiàn)階段，BIM技術(shù)普遍應(yīng)用于地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并且有很好的實(shí)施效果，在強(qiáng)調(diào)適用性的同時(shí)，還要加大技術(shù)推廣力度。

簡(jiǎn)而言之，BIM技術(shù)使地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加直觀，有助于對(duì)各工序進(jìn)行協(xié)調(diào)。同時(shí)，依托建筑模型構(gòu)建對(duì)各類實(shí)際操作進(jìn)行模擬，有助于對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化、達(dá)到設(shè)計(jì)效果，并進(jìn)行圖紙輸出。

2 BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用到地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是利用Revit Structure 2012建立地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)段的BIM三維模型。該建模軟件通過(guò)檢查支座、分析模型、檢查物理模型等是否一致，對(duì)BIM模型加以完善。除此之外，該建模軟件還能夠在BIM技術(shù)配套軟件Robot Structural Analysis 2014中導(dǎo)入相關(guān)模型，采用專業(yè)方法分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力是否達(dá)標(biāo)，不僅能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成地鐵車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，而且降低了成本低，提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2.1 模型構(gòu)建

Revit軟件構(gòu)成相對(duì)單一，不能滿足車站結(jié)構(gòu)的建模要求。因此不要盲目地將Revit軟件應(yīng)用到車站結(jié)構(gòu)建模工作中，需要對(duì)相關(guān)構(gòu)件簇進(jìn)行合理創(chuàng)建，選擇有效的樣板文件對(duì)新型項(xiàng)目進(jìn)行構(gòu)建。完成上述工作后，同時(shí)選擇已創(chuàng)建的簇文件、系統(tǒng)簇文件等完善構(gòu)建效果，獲得更好的站臺(tái)區(qū)3D模型。倘若選用重新創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)對(duì)三維模型進(jìn)行構(gòu)建，該軟件將能夠同時(shí)構(gòu)建用于結(jié)構(gòu)分析的三維分析模型。如需查看模型，雙擊項(xiàng)目瀏覽器分析模型即可。圖1為某地鐵車站Revit結(jié)構(gòu)模型。

2.2 結(jié)構(gòu)分析

該建模軟件通過(guò)檢查支座、物理模型和分析模型是否一致以及碰撞檢查等使BIM模型更加完善。正確的實(shí)施方法為完成BIM模型制作之后，使用Revitext Ensions將該模型發(fā)送至Robot Structural Analysis Professional；在發(fā)送模型的過(guò)程中，還要對(duì)基本選項(xiàng)和附加選項(xiàng)等進(jìn)行靈活設(shè)置，主要包括桿端釋放、自重工況、材料、模型轉(zhuǎn)換等一系列內(nèi)容；嚴(yán)格執(zhí)行上述2項(xiàng)操作后，獲得地鐵車站Robot結(jié)構(gòu)分析模型。開(kāi)展結(jié)構(gòu)分析工作時(shí)，因Robot和Revit兼容性好，倘若以Revit為載體，定義模型材質(zhì)、荷載組合、彈簧約束、支座等各個(gè)指標(biāo)，這些指標(biāo)都能夠被Robot識(shí)別和使用，保留原有設(shè)置即可。與此同時(shí)，Robot Structural還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是其能夠在第一時(shí)間將反饋分析結(jié)果反饋給Revit，從而實(shí)現(xiàn)各類結(jié)構(gòu)信息的雙向?qū)印?/p>

圖1 某地鐵車站Revit結(jié)構(gòu)模型

2.3 設(shè)備及管線模型分析

無(wú)論設(shè)備還是管線模型分析，實(shí)施過(guò)程都相對(duì)簡(jiǎn)單。因此需要對(duì)土建模型要求進(jìn)行全面考量，依托協(xié)同管理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在模型構(gòu)建初期，要綜合考慮管線專業(yè)的前期需求、方案設(shè)計(jì)等各類指標(biāo)，將管線上游分析工作作為工作重點(diǎn)，對(duì)比預(yù)留余量、相關(guān)參數(shù)等各類指標(biāo)，從而使該模型在使用的過(guò)程中更加靈活、合理。除此之外，設(shè)計(jì)單位還要考慮下游專業(yè)預(yù)留條件是否滿足設(shè)計(jì)要求，保證設(shè)計(jì)方案的可行性。通過(guò)協(xié)同作業(yè)的方法，以BIM技術(shù)為載體進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作，使施工單位和業(yè)主之間能夠建立起良好的溝通互動(dòng)關(guān)系，根據(jù)已知信息數(shù)據(jù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使不同專業(yè)的作業(yè)效率明顯提高。因此，在平臺(tái)系統(tǒng)中BIM技術(shù)適用性強(qiáng)，具有及時(shí)檢測(cè)、相互溝通、自動(dòng)控制等諸多優(yōu)勢(shì)，并且設(shè)計(jì)時(shí)間短、質(zhì)量高。

2.4 生成施工明細(xì)表

眾所周知，地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，工程量大，以往的工程量統(tǒng)計(jì)方法已經(jīng)不再適用。而B(niǎo)IM技術(shù)在構(gòu)建建筑信息模型的同時(shí)能生成施工明細(xì)表，便于項(xiàng)目投資者對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估，減少不必要的資金浪費(fèi)。BIM技術(shù)生成施工明細(xì)表的這一過(guò)程操作相對(duì)復(fù)雜。以對(duì)地鐵車站墻生成明細(xì)表為例，實(shí)施過(guò)程為在類別中選中墻，選擇新構(gòu)造階段，單擊確定，彈出明細(xì)表屬性對(duì)話框，完成墻的明細(xì)表創(chuàng)建工作；在對(duì)話框中，依次對(duì)字段、排序、過(guò)濾、格式等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定，在字段對(duì)話框中對(duì)體積、制造商、功能、成本、型號(hào)、結(jié)構(gòu)說(shuō)明等墻的明細(xì)表進(jìn)行創(chuàng)建；在明細(xì)表左上角靈活設(shè)置屬性、成組、解組、隱藏等各個(gè)狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，靈活運(yùn)用BIM技術(shù)能夠提高地鐵車站工程的質(zhì)量和施工效率。充分發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行建模工作，嚴(yán)格把控施工過(guò)程，減少工程漏洞，獲得良好的地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效果。