論路基BIM構(gòu)件設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

黑明

天津華尚建設(shè)工程咨詢有限公司 天津 300074

近些年來，BIM技術(shù)已經(jīng)逐漸在鐵路行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，在基于BIM的設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)部門使用并已經(jīng)積累了大量BIM構(gòu)件，且其中的大部分都是支持可重復(fù)再利用的構(gòu)件資源。若能實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的集成共享，有利于減少成本投入、提高設(shè)計(jì)效率。路基作為鐵路建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其工程類型是較為復(fù)雜的，所以在構(gòu)件的設(shè)計(jì)上也有嚴(yán)格要求。本文便對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

1 路基BIM構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法

在做構(gòu)件的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考量到其特征、屬性、應(yīng)用和管理等諸多方面的因素，堅(jiān)持的基本原則便是構(gòu)件應(yīng)用的便利性和靈活性。由于各不相同的每種構(gòu)件設(shè)計(jì)方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)，也存在不同的缺點(diǎn)，所以，如果僅依靠單一的構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，很難符合實(shí)際要求，所以通常在設(shè)計(jì)中都應(yīng)用諸多設(shè)計(jì)方法。

1.1 按裝配方法

按照構(gòu)件相關(guān)幾何的描述信息，為了便于進(jìn)行構(gòu)件的裝配，一般情況下是劃分成點(diǎn)、線和面這三種構(gòu)件。其中，在進(jìn)行點(diǎn)構(gòu)件裝備時(shí)，需輔助平移變量與旋轉(zhuǎn)縮放變量各一個(gè)，構(gòu)件的幾何信息也要做出對(duì)整體空間形狀的描述，屬于是一種狹義構(gòu)件的表達(dá)方法。線構(gòu)件則需空間基線來輔助裝配，構(gòu)件的幾何信息被用來定義基線法面上的幾何形態(tài)。面構(gòu)件展示為構(gòu)件以多個(gè)空間面作為裝配的基礎(chǔ)，其幾何信息被應(yīng)用在對(duì)各空間面法線方向的幾何形態(tài)定義上。通常情況下點(diǎn)構(gòu)件被稱作是一般構(gòu)件，線構(gòu)件和面構(gòu)件被稱作是復(fù)合構(gòu)件。在路基中點(diǎn)構(gòu)件有錨桿、錨索、托梁、樁等；線構(gòu)件有護(hù)肩、水溝、擋土墻等；面構(gòu)件有框架梁、土工格柵、骨架護(hù)坡等[1]。

1.2 面向?qū)ο蠓?/h3>

按照專業(yè)構(gòu)件的不同功能，使用面向?qū)ο蠓ㄖ械念惙椒ǎ褜I(yè)構(gòu)件分成各個(gè)功能不同的類構(gòu)件。比如在路基專業(yè)中可以系統(tǒng)性的劃分出防護(hù)工程構(gòu)件、排水工程構(gòu)件等。構(gòu)件相應(yīng)的要標(biāo)記好適用設(shè)計(jì)階段，為工作者檢索提供便利。由于構(gòu)件庫(kù)中包含了大量的構(gòu)件信息，所以即便是單個(gè)的專業(yè)，在不同的設(shè)計(jì)階段中，也包含著各種幾何與非幾何信息。設(shè)計(jì)的根本目的在于對(duì)各階段目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，比如說在初始階段對(duì)線位方案的論證，做到整體上的把握，因此專業(yè)構(gòu)件中要求所包含的信息量是少且精的，以便于展示與儲(chǔ)存。而在施工階段的構(gòu)件信息量則是大且全的，這樣能夠更好地對(duì)各種施工組織方案進(jìn)行研究。例如像是滑樁構(gòu)件于可研設(shè)計(jì)模型里的應(yīng)用，通常只以鋼筋混凝土體積來表達(dá)出數(shù)量，于初始的設(shè)計(jì)中，只有混凝土標(biāo)號(hào)和體積、鋼筋質(zhì)量為必備，而在施工設(shè)計(jì)階段，則還要給出鎖口護(hù)壁的混凝土和鋼筋所有屬性等信息[2]。

2 路基BIM構(gòu)件設(shè)計(jì)的流程

在設(shè)計(jì)中，設(shè)是指從無到有的一個(gè)過程，計(jì)則是再次的復(fù)核校驗(yàn)，設(shè)計(jì)流程便是指依據(jù)某一特定要求、從無到有且經(jīng)反復(fù)校驗(yàn)的一個(gè)過程。路基BIM構(gòu)件設(shè)計(jì)的流程主要有以下五個(gè)部分[3]。

2.1 構(gòu)件的擬定

按照專業(yè)需求，經(jīng)系統(tǒng)、規(guī)范的分析來確定所需要建立的構(gòu)件，獲取的途徑有兩種，第一是有第三方提供構(gòu)件的初稿，第二是從已經(jīng)存在的設(shè)計(jì)模型里直接選擇出構(gòu)件初稿[4]。

2.2 分析

針對(duì)具體的構(gòu)件，首先便是要對(duì)其隸屬于幾何屬性還是非幾何屬性進(jìn)行分析確定，并相應(yīng)的確定出最好的一種屬性描述方法；其次再對(duì)構(gòu)件裝配操作進(jìn)行分析，選擇出優(yōu)異的裝配方法；最后再對(duì)構(gòu)件功能進(jìn)行分析，為了方便系統(tǒng)性的分析，擴(kuò)充其必要的功能屬性[5]。

2.3 設(shè)計(jì)

使用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)與數(shù)字化幾何、非幾何的信息，對(duì)構(gòu)件幾何信息加以描述，明晰裝配操作參數(shù)，并對(duì)構(gòu)件系統(tǒng)功能的自有屬性進(jìn)行擴(kuò)張[6]。

2.4 測(cè)試與修改

經(jīng)多種方法對(duì)構(gòu)件的幾何信息進(jìn)行描述之后，對(duì)幾何信息是否完善進(jìn)行再次的測(cè)試，并確定其中是否存在歧義，對(duì)裝配操作是否靈活進(jìn)行測(cè)試，并測(cè)試構(gòu)件信息的修改和更新情況，進(jìn)一步對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定性能進(jìn)行完善[7]。

2.5 編碼入庫(kù)

進(jìn)行編碼與入庫(kù)的測(cè)試。構(gòu)件設(shè)計(jì)完成之后，需經(jīng)一系列的測(cè)試與反復(fù)審核，再入庫(kù)。入庫(kù)時(shí)，要對(duì)構(gòu)件追加分類信息、編碼信息、命名信息等。構(gòu)件的信息內(nèi)容并不是能做到一次性定義完備的，而是基于項(xiàng)目階段的進(jìn)展、參與各方的不同，相應(yīng)的更新模型中的構(gòu)件信息，使其更為完善。創(chuàng)建構(gòu)件庫(kù)管理系統(tǒng)，一方面能保證做到合理的管理，一方面又能實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件的有效利用，同時(shí)，要求構(gòu)建管理系統(tǒng)應(yīng)在基于協(xié)同平臺(tái)的前提下，和BIM設(shè)計(jì)軟件做高度集成，實(shí)現(xiàn)其便利、高效的數(shù)據(jù)檢索功能，與下載、刪減等多種功能[8]。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于受到構(gòu)件屬性難以確定、不能量化的影響，因此很難對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)是否良好進(jìn)行判斷，但是，基于構(gòu)件數(shù)量的增多、種類的繁雜，構(gòu)件于實(shí)際建模中的應(yīng)用，也為構(gòu)件設(shè)計(jì)質(zhì)量高低提供了判斷標(biāo)準(zhǔn)。在BIM技術(shù)不斷應(yīng)用的基礎(chǔ)上，是否能擁有設(shè)計(jì)優(yōu)異的構(gòu)件庫(kù)是企業(yè)獲取技術(shù)與知識(shí)的重要支持，同時(shí)也是保證企業(yè)獲得長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵。

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[4]李偉偉,王強(qiáng)強(qiáng),王瑜.設(shè)計(jì)企業(yè)BIM構(gòu)件庫(kù)建設(shè)方法[J].土木建筑工程信息技術(shù),2012,(04):110-114.

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[6]楊宇,壽文池,汪軍.IPD-ish在BIM項(xiàng)目中的應(yīng)用研究——以重慶DC大廈為例[J].科技進(jìn)步與對(duì)策,2012,29(18):115-118.

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[8]滿慶鵬,李曉東.基于普適計(jì)算和BIM的協(xié)同施工方法研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2012,(S2):311-315.