BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用

丁智明

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，軌道交通的建設(shè)也在高速發(fā)展進(jìn)步。但軌道交通由于其地理環(huán)境復(fù)雜、設(shè)計施工專業(yè)化程度高的特性，在實際建設(shè)中帶來了許多難點。BIM技術(shù)在軌道交通工程中的運用可以有效提高施工效率、優(yōu)化工程方案、降低施工風(fēng)險、節(jié)約時間和經(jīng)濟成本。本文針對BIM技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用價值和施工關(guān)鍵要點進(jìn)行研究探討，對軌道交通工程BIM體系的構(gòu)建進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：軌道交通;BIM技術(shù);工程設(shè)計

1? BIM技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用價值

城市軌道交通整體線網(wǎng)的規(guī)劃需要考慮自然、經(jīng)濟和社會因素，線網(wǎng)中每條線路都要在符合整體線網(wǎng)的施工路線布局的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工線路周圍的具體人口、經(jīng)濟狀況、出行需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這樣的規(guī)劃需要建立在大量詳實可靠的資料的分析基礎(chǔ)上的，并會涉及到城市中的各政府部門之間的溝通決策。因此可以引入BIM+GIS的構(gòu)建思路建立城市軌道交通數(shù)字模型，在模型中納入城市的各項基本信息。通過構(gòu)建出的城市模型對地質(zhì)、人口密集度、出行需求等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確規(guī)劃城市交通線網(wǎng)，并根據(jù)信息變化做出適當(dāng)?shù)男拚麅?yōu)化。

在設(shè)計階段，BIM技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。BIM可以搭建模型還原軌道交通工程，解決軌道交通工程中空間復(fù)雜、系統(tǒng)管線眾多的難點，保證設(shè)計的精準(zhǔn)度;由于軌道交通建設(shè)中涉及的專業(yè)過多，可以利用BIM模型與各專業(yè)人士進(jìn)行交流，吸取建設(shè)運營的建議，優(yōu)化設(shè)計方案;BIM技術(shù)中的構(gòu)建屬性信息可以對模擬出的軌道交通工程進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計。

2? BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用

2.1? 協(xié)同設(shè)計

BIM技術(shù)下的協(xié)同設(shè)計，指的是設(shè)備、結(jié)構(gòu)以及建筑等各個專業(yè)工作于同一個工作平臺下，集體共享設(shè)計的項目中心文件。各專業(yè)人員采用自己的BIM核心建模軟件來建立其本專業(yè)的BIM模型，將自己的BIM模型與中心文件鏈接并同步，將修改或者新添加的信息自動添加到中心文件中。該中心文件就是建筑信息模型，所有專業(yè)能夠通過建筑信息模型來對其他專業(yè)構(gòu)件的信息以及布置等進(jìn)行查看，這為信息共享提供了便利。

設(shè)計單位在對方案進(jìn)行設(shè)計、初步設(shè)計以及對施工圖進(jìn)行設(shè)計時，都可以對專業(yè)進(jìn)行分類，例如結(jié)構(gòu)工程、設(shè)備工程以及建筑工程等，結(jié)構(gòu)專業(yè)中包括柱、板、梁;建筑專業(yè)包括門窗、屋頂、樓板以及墻柱;設(shè)備專業(yè)包括消防、電、暖、水等基本圖元。這些圖元組成具有較高復(fù)雜的體量，也被稱為“族”，其與CAD中的“塊”比較相似。最后各個專業(yè)協(xié)同，將完整的BIM模型搭建完畢。

2.2? 自動碰撞檢測

城市軌道交通工程設(shè)計中牽扯專業(yè)較多，將近30個，車站內(nèi)部的吊頂管線數(shù)量眾多，需要各個專業(yè)相互配合。平面設(shè)計時，大量管線以平面圖紙表現(xiàn)出來就是密密麻麻的線條，CAD視圖界面上還可以采用不同寬度與顏色的線條來進(jìn)行區(qū)分，但是當(dāng)圖紙打印出來時，幾乎全都是黑色的線條，難以相互區(qū)分，也不夠直觀，因此即使是有問題，也難以及時發(fā)現(xiàn);剖面圖上的管線排布無法將站內(nèi)全部管線的高程情況反應(yīng)出來，空間局促部位如梁下、交叉以及轉(zhuǎn)角等時常存在梁與管線或者管線之間沖突的問題，但是由于缺乏三維立體空間反饋的緣故，僅從圖面上是看不出問題的，因此平面設(shè)計下的管線綜合排布始終是讓人看了就頭痛的工作。

BIM技術(shù)的碰撞檢查功能可以實現(xiàn)自動碰撞檢測，三維管線綜合基于BIM三維建筑設(shè)計，對管線進(jìn)行碰撞檢查、標(biāo)高調(diào)整以及走向優(yōu)化等，這一技術(shù)妥善解決了“管線打架”的問題。自動碰撞檢測的功能在短時間內(nèi)檢查錯、漏、碰、缺，這使得工程師能夠在短時間內(nèi)獲得設(shè)備管線的高程沖突的指導(dǎo)意見，避免了二維設(shè)計中各專業(yè)信息確實的問題，使得設(shè)備、結(jié)構(gòu)以及建筑各專業(yè)之間的溝通效率得到了提高，明顯提高了設(shè)計以及施工質(zhì)量。

各專業(yè)工程師基于BIM軟件，建立與實際工程大小相同的模型，之后利用專業(yè)協(xié)同功能來獲取相關(guān)專業(yè)的信息。之后根據(jù)“有壓讓無壓”、“強弱電整合”、“小管讓大管”等原則，由計算機來對各個構(gòu)件對象之間的相互影響進(jìn)行自動檢測。例如，自動碰撞檢測可以提示哪里的管線在高程上存在沖突、暖通風(fēng)管是否存在腋角或梁沖突等?；贐IM技術(shù)可以實現(xiàn)自動碰撞檢查，能夠發(fā)現(xiàn)人工難以發(fā)現(xiàn)的碰撞點，經(jīng)數(shù)次檢測以及設(shè)計調(diào)整之后，得到的“零碰撞”模型可以滿足各專業(yè)以及施工要求。

3? BIM技術(shù)在軌道交通中的施工要點

首先是要根據(jù)軌道交通工程的具體要求，制定工程實施方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求方案和標(biāo)準(zhǔn)遵循現(xiàn)實可操作原則，能夠?qū)崿F(xiàn)BIM模型的有效落實，促進(jìn)信息的有效傳遞。在確立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和項目實施方案后，需要建立基于BIM技術(shù)的工程項目管理平臺，貫穿軌道交通中規(guī)劃、設(shè)計、施工和運維的整個生命周期流程，對所有參與方的協(xié)同參與進(jìn)行精細(xì)化管理調(diào)控，有效提高各參與方與整體項目的配合效率，管控工程建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量。BIM工程項目管理信息平臺的特性是統(tǒng)籌集成管理和全生命周期性管理。統(tǒng)籌集成管理，即將工程建設(shè)的各項目進(jìn)行整體統(tǒng)籌安排，比如在施工前通管局哦BIM技術(shù)綜合項目的目標(biāo)、計劃和管理要求，進(jìn)行項目管理的整體優(yōu)化。全生命周期型管理，即將BIM工程項目管理信息平臺貫穿軌道交通工程的整個生命周期，管控項目施工工程中可能發(fā)生的所有問題，對項目完成后的運維階段問題進(jìn)行提前模擬考慮。

4? BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用趨勢

現(xiàn)如今BIM應(yīng)用施工在我國還并非普遍現(xiàn)象。BIM技術(shù)人員應(yīng)該擴大BIM技術(shù)的適用范圍，讓BIM技術(shù)能夠最大限度的發(fā)揮其效能，提高工程建設(shè)進(jìn)度。BIM在施工中的運用具體體現(xiàn)在計算施工成本等方面。在施工成本的計算上，BIM技術(shù)整合可以減少重置施工和失敗成本，節(jié)約工期;施工進(jìn)度方面，BIM技術(shù)能夠提高驗收正確性，讓施工方各個單位能夠最大限度的掌握施工具體信息;在施工品質(zhì)方面，BIM技術(shù)的運用可以減少返工現(xiàn)象，能夠優(yōu)化交通設(shè)施建筑細(xì)節(jié)。

以施工現(xiàn)場4D管理中的BIM，技術(shù)應(yīng)用為例：在我國西部地區(qū)建設(shè)跨深谷型橋梁時，BIM工程師通過BIM技術(shù)能夠輕松創(chuàng)建、審核和編輯橋梁的4D進(jìn)度模型，相關(guān)技術(shù)人員也能夠根據(jù)BIM工程師所模擬出的4D橋梁模型編制出符合實際的進(jìn)度表。在這種情況下建立的進(jìn)度表能夠和三維模型完美對接，從而使各個項目方順暢溝通，最大限度的提升協(xié)作效果。BIM技術(shù)還能通過建立模型的方式，在設(shè)計階段模擬出大橋的防風(fēng)能力和抗壓能力，進(jìn)而計算出大橋在不同情況下的抗壓能力。在后期維護(hù)時，工程師通過BIM技術(shù)也能精準(zhǔn)算出預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時間。通過BIM技術(shù)，能夠最大限度的降低工程時間，提升工作能效，協(xié)調(diào)工程各方溝通。

5? 結(jié)語

促進(jìn)BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用，需要從軟件性能提升、BIM技術(shù)人員素質(zhì)提升和擴大BIM技術(shù)的適用范圍三方面出發(fā)。BIM技術(shù)的提升需要技術(shù)人員、產(chǎn)品研發(fā)人員和軟件開發(fā)人員的共同努力。BIM技術(shù)的發(fā)展注定是一個漫長的過程，業(yè)界人士應(yīng)該聯(lián)合起來，共同促進(jìn)本技術(shù)的發(fā)展、壯大。

參考文獻(xiàn)：

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