BIM技術在新加坡地鐵某車站主體結構的應用研究

薛宗煜 馮振林

【摘? 要】近年來，隨著“一帶一路”倡議的提出和實施以及國際工程業務的拓展，中國企業走出國門的步伐加快。因此，高效率的工程管理備受關注。BIM技術作為一種先進的工程管理技術，在國際項目中得到普遍應用。在地鐵車站主體結構的設計中應用BIM技術，在項目前期建立項目的BIM模型，有利于對項目進行更有效、更綜合和全方位的管理。論文基于BIM技術的特性，論述了模型的信息輸出方法，以突顯BIM技術的優勢。結果證明，BIM技術的應用有利于國際項目工程管理效率的提高。

【Abstract】In recent years， with the introduction and implementation of "the Belt and Road" initiative and the expansion of international engineering business， China's companies have accelerated their pace of going abroad. Therefore， high-efficiency engineering management has attracted much attention. As an advanced engineering management technology， BIM technology has been widely used in international projects. The application of BIM technology in the design of the main structure of metro station and the establishment of project BIM model in the early stage of the project are conducive to more effective， more comprehensive and all-round management of the project. Based on the characteristics of BIM technology， this paper discusses the information output method of the model to highlight the advantages of BIM technology. The results show that the application of BIM technology is conducive to the improvement of the management efficiency of international engineering project.

【關鍵詞】BIM;地鐵基坑;族;碰撞檢測

【Keywords】BIM; metro foundation pit; family; collision detection

【中圖分類號】TU17;U231+.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）06-0172-03

1 引言

近年來，隨著“一帶一路”倡議的提出和實施以及國際工程業務的拓展，中國企業走出國門的速率越來越快。在這種背景下，BIM技術的存在十分重要。建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是在之前已有的一些繪圖技術基礎上發展起來的一種新型的信息管理技術，BIM技術對建筑工程的基礎數據進行吸收整合、分析和輸出，來更大程度地強化輔助設計的優勢[1-3]。BIM技術的應用主要局限于設計單位，施工企業對BIM技術的應用比較被動，如何提高BIM技術的應用水平成為該技術應用的一大門檻[4，5]。BIM作為一種全新的理念和技術，不同類型的建筑項目都可以在BIM平臺找到自己亟待解決問題的應對辦法[6]。

本文所述項目位于新加坡地鐵四號線某站。車站主體結構為地下兩層雙跨（局部三跨）箱型框架結構，標準段寬19.7m，基坑深度約16.5m，盾構井段寬25.1m，基坑深度約18.6m。主要構件尺寸：頂板700m，中板500mm，底板900mm，標準段側墻厚度為700mm，盾構井段側墻厚度為800mm，框架柱800×1200（雙柱段為700×1000）。主體結構頂板覆土厚3.0m，在使用階段地下水位上升后，抗浮驗算不能滿足規范要求，冠梁需兼做壓頂梁并增加抗拔樁，壓頂梁與頂板間采用C35微膨脹混凝土回填。在BIM技術應用過程中，項目參與者與BIM技術使用者可以在設計和施工過程中，通過模型可視化特性傳達的視覺上的輸出以及明細表、碰撞沖突等進階功能的實現[7-9]，項目參與者可以及時發現在BIM技術下此地鐵主體車站結構設計中出現的問題，確保工程順利完工。

2 三維模型的創建

采用Revit 2017對該工程進行三維建模，根據施工圖內容，進行建筑模型、結構模型和場地模型的創建。模型創建好之后，根據所設定的參數，導出工程量清單。BIM建模過程主要包括：建立軸網和標高;建立梁、柱、墻、板和樓梯等構件;彩現和優化;導出CAD圖和明細表。

2.1 創建軸網

為使建模方便遵循先畫軸網后畫標高的原則，其中軸網中縱向從左到右用阿拉伯數字依次標注，橫向用大寫字母從下到上依次標注;標高按各板層（底板、中板、頂板）上邊緣進行標注，底板以盾構井處底板為準，其中可以根據需要選擇上標頭、下表頭和正負零標高。將創建好的軸網和標高以樣板文件的形式保存，可以實現工程項目結構、建筑、場地和設施創建的統一性。基于工程實際情況，縱向軸網有28條，橫向軸網有5條，標高有4條。具體如圖1所示。

2.2 繪制三維建筑模型

建筑三維模型基本上能夠體現出工程項目的形狀、功能。直觀地展現出其原貌，能夠使施工企業、業主以及其他項目參與者在立體上感受工程效果。對工程項目的管理有明顯的改善。在本項目的初級建模中，這里主要包括各類梁、板、柱和樓梯等構件的創建及其整體建筑效果模型，如圖2所示。

3 族的創建

族的創建是模型創建的一個核心內容。通過創建族模型，通過調整尺寸參數，可以生成所需尺寸，靈活多樣。企業可以組建能夠滿足發展需要的族庫，提高企業的競爭能力，如圖3所示。但本設計為車站主體結構的模型建立，在建模過程中，本模型涉及柱、墻等族的使用，圖4對族進行了展示。

通過三維模型的創建，可以將二維的圖紙轉變成三維模型，由于其可視化的特點，其具有重要的視覺傳達能力和表達性，因此，可以為后期施工提供重要指導作用。

通過上述模型的創建，整合圖紙中所需的技術參數和規范要求，通過對創建的模型進行優化，結合業主要求，最終達到施工要求。使得業主也能對設計圖形進行查看，清除了和業主溝通的障礙，最終使得項目順利推進。

4 明細表的制定

明細表即工程量清單，Revit軟件可在通過自帶的明細表統計功能直接生成工程量明細表。在工程企業都在追求高效率生產、精細化管理的今天，這項功能是很實用的，高度符合當代企業實情。在生成明細表的過程中，需要對明細表的各項表頭進行選定進而生成準確的明細表。所以明細表的制定需要對工程量清單有所了解和認知。本文只選用工程量清單的材質、體積以及合計進行了制定，能夠充分說明整個主體結構所用的工程量，如表1所示。

明細表是進行工程量統計和進度計劃制定的基礎，對后續工作的進展具有重要的影響。為加快工程的施工進度，降低風險，企業都會結合發展水平適當擴大工程量基數，這就使得企業所花的時間成本必然相應上升。通過應用BIM技術，使得直接從Revit創建的三維模型中生成明細表，這能夠使得工程量清單準確及時提供給決策層，有助于企業推廣精細化管理，提高企業的效益。

5 三維碰撞檢查

三維碰撞檢查作為Revit的一項基本功能，有很大的實用意義。利用BIM技術進行碰撞檢查可以提前預知判定建筑、機電、結構等模型三維空間上的交叉，從而減少因為未提前察覺模型空間的交叉而導致的返工問題以及成本上的浪費，如圖5和圖6所示。因此，碰撞檢查是一項BIM技術，也是BIM多種特性中的一種特性即三維模擬可協調性，在三維碰撞檢查中可以對存在的模型沖突及時地發現并對此加以處理。

6 結論

BIM技術作為建筑行業中新發展的技術，如果應用得當能夠幫助企業創造很好的效益。本文將BIM技術與新加坡地鐵車站緊密結合，借助BIM技術對車站的主體結構進行相關特性的分析，借助BIM工具操作建立了三維模型，并利用基本工具生成了工程量清單、檢測了碰撞沖突以及生成了CAD圖紙，借此減少了重復性操作所花費的時間，同時，使工程的施工指導更加科學。

【參考文獻】

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