BIM技術在地鐵車站結構設計中的應用

王磊

摘要：目前，各行各業都需要新技術來支持其進步和發展。在建筑工程的結構設計和建設方面，也是運用到了BIM等先進的科學技術來進行管理和生產。以BIM技術為例，借助于其優勢特點和作用，讓設計朝著更加精細化和信息化方向發展，讓施工管理朝著更加科學化和合理化的方向發展。

關鍵詞：BIM技術;地鐵車站;結構設計;應用分析

1BIM技術的優勢

1.1可視化：即“所見即所得”，傳統設計是以平、立、剖面和詳圖為基準，但隨項目越發龐大復雜，這些“單向”、“孤立”的繪圖模式由于缺少實時描述，導致大量修改，阻礙設計階段的控制推動。可視化可分為：

1.1.1設計思想可視化—一明確的三維建筑形式與設計表達;

1.1.2模型信息清晰化——以構件圖元作為基本設計單元;

1.1.3三維調整動態化——各種視圖實時切換，動態關聯。

1.2協調性：多專業協同則包括階段性和實時性協同，傳統設計多專業配合為階段性協同，即通過特定時間的“對圖”描述來解決設計沖突，在設計時，往往由于各專業設計師之間的溝通不到位，而出現各種專業之間的碰撞問題，如機電專業中的管道在進行布置時，由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過程中，可能互相碰撞，這種就是施工中常遇到的碰撞問題。而基于BIM的三維協同則側重于解決二維技術難以解決的設計進度、技術和局部的協調性問題，實現精細設計、采購和管理。

1.3模擬性：模擬性并不只是通過三維設計模型模擬建筑實體，還可進行非真實世界的虛擬設計操作。在設計階段，根據設計需求對以模型為載體的設計通過模擬給予性能評判和優化建議，使項目環境舒適度、能源消耗、概算經濟等技術指標得以量化。

2BIM技術在地鐵車站設計中的應用

2.1BIM可視化技術在設計中的應用研究

在地鐵車站設計信息模型過程中，可以運用精確的項目的可視化的應用設計，通過三維協同設計模式，使工程在設計的過程中，相互結合并最終形成一個完整的模型，通過精確的可視化功能，在施工設計中可以使設計施工人員能夠隨時都可以看到設計內部的狀況，并實時進行修改，通過可視化的優勢，可以使各個專業的設計施工人員通過相互的合作建立起車站整體的設計信息模型，從而使得工程的每一個環節都符合專業人員的要求。而且在施工的過程中，通過三維協同的可視化的應用，可以將各個專業人員相互聯系在一起，在施工的過程中，做到共同參與、各司其職、打破了時間和項目區域的限制和隔閡，通過項目負責人制定的項目模板可以生成一個中心文件，而其他的設計施工人員可以通過中心文件生成文件副本，對自己所負責的區域項目進行設計，這樣可以保證各個設計施工人員同時在線設計的過程中，對設計中發生的沖突可以進行及時的交流，通過意見交換，達成及時檢測和修改的作用，這也就避免了只靠語言溝通而導致的理解和認知的偏離。

2.2BIM優化設計方案的應用研究

BIM的優勢逐漸凸顯出來了，在軌道交通中的應用也越來越便捷，利用BIM的優點，可以達到對方案設計的優化，通遇優化方案，可以大大地提高地鐵車站設計的工作效率和節約時間成本，節約建設成本。在方案的設計好后，就需要對方案進行校對、審核和評審。在對方案校對的過程中，由于BIM的三維建模的直觀性和精準性，項目負責人可以對車站的各個設計施工環節進行無縫連接，通過比對設計圖紙和對項目中的各個排水、通風、通信等方面進行可視化的校對，從而有利于方案設計的校對的順暢，同時對出現問題的地方可以進行及時的修改和審核，通過方案的審核提出意見和建議，供設計施工人員修改和參考，運用BIM優化設計方案，不但有利于設計方案在設計過程中各個設計環節的無縫接對應，而且有利于方案在設計后的校正和及時地修改，保證方案在施工過程的精確度，同時通過各個環節的應該的審查和評審，保證工程建設的質量。

2.3BIM多專業協同設計的應用研究

BIM三維協同設計中的一個最大的優點就是在各個設計施工的環節，各個專業的設計施工人員需要提供相應的專業的數據資料，在資料的收集過程中，各個專業的設計施工人員利用BIM的三維協同設計，可以在整個設計的各個階段，及時地和其他設計人員進行信息溝通以及進行施工設計方案的探討，通過資料的共享和方案的探討，打破了原來工作模式中的時間順序，和區域施工的界限，有利于各個專業的設計施工人員可以在收集資料和方案設計過程中的協同合作，為施工設計提供參考和衡量的基礎。

本文就是通過對BIM的技術分析，并以某地鐵站為例，來探討BIM技術在車站結構設計項目中的具體應用。

3BIM技術在地鐵車站結構設計中的應用

3.1快速建立車站模型

建立軸網，利用BIM設計軟件REVIT自帶族建立承臺和樁基礎，建立站臺層和站廳層，利用自建族建立鋼板、吊鉤、上翻梁、下翻梁等構件，快速建立車站BIM模型，如圖1所示。

3.2建立三維鋼筋模型

在常規的設計模式中，鋼筋是在維平面中繪制，很難發現鋼筋沖突和碰撞的情況，施工過程中經常需要現場調整，利用BIM的三維鋼筋繪制功能，可以自動發現鋼筋的碰撞情況，減少施工現場變更，并且能精確計算工程量。

3.3添加車站信息

將車站實際存在的全部信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息等存人BIM模型中。BIM模型能夠將所有信息構成一個統一的有機整體，避免信息在傳遞中出現丟失變異。由于項目全壽命周期共用同一個模型，所有的數據采集和更改都在這個模型上進行，而這一切數據的出口也只有一個，這就很好的保護了數據的完整性，同時信息模型代替紙質圖紙，使得資料得以沉淀積累，形成可以共享、查閱和反復利用的工程量信息數據庫，具有十分強大的集成管理功能，如圖2所示。

3.4BIM出圖和應用

通過BIM技術對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以出如下圖紙：3.4.1綜合管線BIM圖紙（經過碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤以后）;

3.4.2建筑留洞BIM圖紙（經過碰撞檢查和設計修改，發各專業確認無誤以后）;

3.4.3單專業BIM圖紙;

3.4.4協調優化報告等。由于BIM模型能提供各類真實的信息，協助決策者做出準確的判斷，相比于傳統繪圖方式，在設計階段通過碰撞檢測的功能能夠提前發現問題及解決問題，大量地減少設計團隊成員所產生的各類錯誤，下圖為利用Revit軟件生成的BIM圖紙，如圖3所示。

4結束語

總而言之，隨著BIM技術在地鐵軌道交通中的廣泛應用，在地鐵車站的設計中廣泛地引入BIM三維協同的技術，通過精確的可視化技術、協同合作、優化設計方案、多專業協同參與合作、精細化的管理等，打破了原來工程設計施工過程中的時間順序的概念和區域施工的局限性，從而提高了地鐵車站設計施工過程中的工作效率和工程質量，同時縮短了工程時間，節約了工程資金，有利于促進我國建筑行業技術的發展和進步。