城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略分析--中国期刊网

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城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略分析

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：何宝宇

[导读] 摘要：城市轨道交通承担着着城市内和城际间的经济贸易往来、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活、城市形象等息息相关。

        身份证号码：41072819740816xxxx 河南安阳 455000
        摘要：城市轨道交通承担着着城市内和城际间的经济贸易往来、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活、城市形象等息息相关。随着科学技术的进步发展，对于轨道工程建造要求的不断提高，建造工期的逐渐缩短，导致如今的轨道交通工程建设成为了结合多门学科的严格复杂工程。BIM技术在轨道交通建设中的运用，能够为工程项目的安全性和施工进度提供有效保证。
        关键词：城市；轨道；设计；应用
        引言
        最近几年国内工程建设领域大量使用BIM技术并且发现了它的使用价值，特别是在超高层、复杂形状建筑的钢结构、幕墙工程等方面，BIM技术体现出了它在效果显示、模拟施工、碰撞检测以及构件预购等多个方面的优点。
        1城市轨道交通工程项目的特征
        城市轨道交通工程项目在功能定位方面与民用、工业建筑有所不同，具有以下特点：是相关部门投资的公共服务类工程项目，是为落实自身职责而为广大民众提供的有偿或无偿的公共产品；城市轨道交通工程项目的参与方众多，较为复杂，并且业主、监理、材料供应商、总包商等变化频繁；项目所需投资额巨大，涉及的利益方较多；项目投资收益周期非常长，要求进行工程使用时体现出投资效益；项目影响范围较大，易受到外部不同环境因素的影响；随着建筑行业与建筑市场的快速发展，城市轨道交通工程项目的建设规模、影响力逐渐变大，复杂程度不断提升，管理模式表现出精细化特征。
        2BIM技术在轨道交通中的应用价值
        在前期规划阶段，需要完成轨道交通建设的基本准备，从轨道交通的概念提出到具体设计环节进行论证分析，落实城市交通路线布局以及整体规划。城市轨道交通整体线网的规划需要考虑自然、经济和社会因素，线网中每条线路都要在符合整体线网的施工路线布局的基础上，根据施工线路周围的具体人口、经济状况、出行需求进行适当的调整。这样的规划需要建立在大量详实可靠的资料的分析基础上的，并会涉及到城市中的各政府部门之间的沟通决策。因此可以引入BIM+GIS的构建思路建立城市轨道交通数字模型，在模型中纳入城市的各项基本信息。通过构建出的城市模型对地质、人口密集度、出行需求等信息进行数据分析，准确规划城市交通线网，并根据信息变化做出适当的修整优化。在设计阶段，BIM技术也发挥着重要作用。BIM可以搭建模型还原轨道交通工程，解决轨道交通工程中空间复杂、系统管线众多的难点，保证设计的精准度；由于轨道交通建设中涉及的专业过多，可以利用BIM模型与各专业人士进行交流，吸取建设运营的建议，优化设计方案；BIM技术中的构建属性信息可以对模拟出的轨道交通工程进行进一步细节优化设计。另一方面BIM在设计过程中可以对设计流程标准进行统一，提高设计企业的轨道交通设计效率和质量。轨道交通的施工阶段具有周期长、协调工作量大、设计专业多等复杂特点。在施工准备时可以利用BIM模型对工程建设人员进行技术交底，加深各个参与方对工程设计的理解，提前对可能发生的工程问题进行模拟和解决方案设计，提高实际建设工程的效率。通过BIM模型对轨道交通施工中的复杂工序进行模拟排布，减少在复杂空间施工现场进行不必要的拆除改建操作，节约时间和材料资源成本。各参与方也可以通过根据现场情况不断调整的BIM模型实时观测施工进度，并据此作出施工方案的优化调整。另一方面BIM模型整合了时间、成本因素，可以根据需求随时调整工程施工进度，将预算信息在模型中进行计算分解，制定合理采购计划，有利于施工企业进行直接的成本和进度管控。

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在运维阶段，利用BIM技术已经建立起的完备的竣工模型，可以进一步抽取BIM模型中的信息建立工程资料管理库，方便后期运营维护的信息记录和设施管理。
        3城市轨道交通工程设计中BIM技术应用的具体措施
        3.1加强软件建设
        BIM技术软件由造价管理软件、模型综合碰撞检查、运营管理软件、发布审核软件、深化设计软件、模型检查软件、可视化软件、结构分析软件、机电软件、可持续软件和几何造价软件共同组成。所以加强软件建设应该从BIM技术软件的下设软件开始加强，从而使BIM技术软件的总体水平提高。可以从参数化设计和数字化平台两方面提升软件的运算能力和处理能力。参数化设计是对一种抽象性描述，包含生成设计、算法几何和关联性模型等概念。关联性模式是实现参数化设计的重要手段，模型的构建需要由不同的元素单元组成。结构定义表述为参数输入模块、调节控制模块、逻辑计算模块和数据输入输出模块组成。关联性模型建立后，通过BIM技术人员的输入和调节就可以让BIM技术软件完成复杂的运算，并自动输出设计成品数据和模型图样。BIM软件的设计也要符合交通建筑性能分析复合设计流程，不能进行跨步骤演算，应该遵循程序的流程性。由于现在城市交通工程车站建筑功能和建筑空间关系日益复杂，对其构建模型几何需要进行更多的分析、设定和运算处理，这也对软件性能提出更高的要求。对于大型公共运输建筑，性能成为其质量检验时的关键标准。针对大型公共运输建筑所涉及的BIM软件应该包含消耗模拟、消化模拟和运输质量模拟。软件根据施工主体的不同，也应该包含周边环境、地质环境盐酸、主体结构和基坑关系演算等内容。外来BIM软件汉化也有一定问题。
        3.2加强BIM技术在设计优化中的应用
        建筑设计优化就是一个对设计方案进行不断的修改，在BIM技术未应用的时候，每当设计有变化，都要通过手工修改。这种方式在耗费了人力和时间的同时，还极可能会有信息不匹配的情况，而且要是修改的过程中有不顺现象并且拖延至施工时，将会导致工程延误甚至于返工。但是要是设计人员利用BIM技术创建了三维实体模型，这个问题基本上就已经得到了解决，因为三维实体模型是可视化的，建筑师可以结合图纸的类型和需要调节三维视图下不同模型的界面。实际上BIM模型的所有图元构件都具有一定的关系基础，各个构件的一致性和关联性就有了保证。并且如果出现了什么问题需要修改的情况，BIM系统将会自动反馈，并反馈到相关的模型当中，能够及时得到更改。因此BIM技术在轨道交通工程的设计优化中，各个专业设计的详细信息将会实时更新，各个专业设计的完整性和协调性就有了保证。这种工作的方式不仅降低了工作人员错误率，工作效率也有了有效的提升。
        结束语
        城市轨道交通建设能够方便城市居民的日常出行，推动我国的城市化建设进程，是时代发展的必然趋势。BIM技术运用在城市轨道交通建设中，在确保工程信息精度的基础上实现信息的高度集成，促进各专业参与方的高效沟通信息传递，实现协同作业，提升工作效率。但要构建完善的轨道交通工程BIM体系，还需要更多研究进一步完善软件层面的数据传递共享，将BIM技术渗透于轨道施工的全阶段中，推动轨道交通业的工业化信息化发展。
        参考文献：
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        ［2］胡雷宇．BIM技术在我国的发展及应用前景［J］．智富时代，2019（3）．
        ［3］张爱琳，闫泽文，惠之瑶．我国建筑业BIM技术研究文献综述［J］．基建管理优化，2018，30，116（03）：4-10．