BIM建筑信息技術(shù)在鐵道建筑中的應(yīng)用

張家瑋

摘要：BIM技術(shù)因其自身獨有的優(yōu)勢在建筑行業(yè)得到了很好的應(yīng)用，但是在鐵路行業(yè)中對于這一技術(shù)的使用還在初級階段。本文首先分析該技術(shù)的概念和應(yīng)用特點，然后以此為基礎(chǔ)進一步探究它在鐵道建筑中的具體應(yīng)用途徑，具體探究應(yīng)用軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維建模三個方面。

關(guān)鍵詞：BIM建筑信息技術(shù)；鐵道；建筑

通過BIM技術(shù)模擬工程建設(shè)是當今BIM技術(shù)應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用之一，這是因為模擬建筑工程的整個過程可以分析不同資源配置對施工期、綜合成本、施工安全、人員配備和建筑材料的影響，減少施工過程中不良因素造成的成本浪費和事故并獲得優(yōu)化的施工方案。

一、BIM建筑信息技術(shù)

（一）概述

目前的建筑設(shè)計在BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用下已經(jīng)出現(xiàn)了一些變化，為我國新建筑的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，BIM是一種新型技術(shù)它主要是指建筑信息模型，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計中并有效發(fā)揮了自身應(yīng)有的作用。BIM信息技術(shù)主要采用三維數(shù)字技術(shù)收集和組織數(shù)據(jù)以實現(xiàn)信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的合理應(yīng)用，合理使用BIM信息技術(shù)不僅可以避免建筑設(shè)計中的高消耗，還可以有效提高其工作效率。

（二）特點

建筑信息模型可用于轉(zhuǎn)換實際數(shù)據(jù)，這有利于建筑物的設(shè)計和后續(xù)施工。通過分析這一技術(shù)在建筑中的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)它對于項目建設(shè)過程中的很多環(huán)節(jié)都有著重要的促進作用。與傳統(tǒng)的二維建筑設(shè)計模型相比它具有許多特點，主要包括以下幾點：

其一，可視化效果明顯。在建筑設(shè)計中合理使用BIM信息技術(shù)可以顯示出非常好的可視化效果，這種可視化效果為建設(shè)項目的具體情況奠定了良好的基礎(chǔ)。它可以進一步幫助相關(guān)設(shè)計人員更清楚地了解當前建筑項目的具體方面，尤其是建筑結(jié)構(gòu)的性能其表現(xiàn)出的作用是非常強烈，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計只是一個設(shè)計問題。

其二，便捷性更為理想。作為設(shè)計人員，他們完全可以采用BIM技術(shù)來構(gòu)建出相應(yīng)的模型，然后進行必要的設(shè)計處理，實現(xiàn)整個項目的最終設(shè)計，這對于設(shè)計人員來說是極大的便利條件。而傳統(tǒng)的設(shè)計方法需要逐一呈現(xiàn)在設(shè)計圖紙上，對于設(shè)計的效率和速度的提升都是阻礙。在此基礎(chǔ)上，BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的合理有效應(yīng)用可以進一步提高設(shè)計結(jié)果的準確性。面對未來更復(fù)雜的建設(shè)項目，BIM信息技術(shù)可以發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢和功能。

其三，信息化作用明顯[1]。BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用可以充分實現(xiàn)理想的信息化效果，對改善建設(shè)項目的建設(shè)非常有幫助。從BIM信息技術(shù)的實現(xiàn)可以看出，BIM信息技術(shù)可以以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)建筑設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。設(shè)計人員可以按照這些數(shù)據(jù)信息進行有效的規(guī)劃和設(shè)計，從而確保整個項目的順利實施。

二、具體應(yīng)用

（一）Revit系列軟件

這一軟件在鐵路工程設(shè)計和模型建立上發(fā)揮著重要的作用。主要包括以下幾個方面。

其一為Autodesk Revit Architecture。根據(jù)建筑師的想法，可以提供更高質(zhì)量和更準確的建筑設(shè)計，例如，通過支持專用于建立信息模型的工作流工具。獲取各種建筑的新想法，擴展其建筑設(shè)計和文檔，并幫助他們進行專業(yè)分析。在所有階段保持從設(shè)計到施工的一致性。

其二為Autodesk Revit MEP。加熱，電氣和管道工程師可以為最復(fù)雜的建筑系統(tǒng)提供設(shè)計工具，幫助他們完成從概念到施工的精確設(shè)計，分析和文檔編制；使用Autodesk Revit MEP軟件構(gòu)建的信息工程模型使供暖，電氣和管道工程師能夠在整個建筑生命周期內(nèi)設(shè)計，分析和記錄建筑系統(tǒng)。

其三為Autodesk Revit Structure。為結(jié)構(gòu)工程師和設(shè)計師提供精確設(shè)計和高效構(gòu)建的建筑結(jié)構(gòu)工具，以幫助結(jié)構(gòu)工程師和設(shè)計師使用智能模型。通過仿真和分析深入了解項目和施工前預(yù)測性能。另外，智能模型中還有固定的坐標等具體信息，這可以幫助設(shè)計師等相應(yīng)的工作人員提高文檔設(shè)計的精準度。

（二）鐵路工程中的BIM軟件建模

在鐵路工程的建設(shè)中，由于其中包括大量的隧道結(jié)構(gòu)建設(shè)，因此，利用BIM技術(shù)首先進行模型建立是十分關(guān)鍵的[2]。例如，在鐵路工程的隧道施工中，包括了岔溝路段的預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁路段的建模，可以利用Revit軟件完成樁基、承臺、箱梁結(jié)構(gòu)以及鋼束和錨具等構(gòu)件的模擬構(gòu)件。以BIM族庫的形式呈現(xiàn)。另外，BIM技術(shù)還使設(shè)計人員更容易理解項目的具體情況，從而確保建筑項目結(jié)構(gòu)的可靠性，通過在建筑設(shè)計中使用BIM信息技術(shù)可以看出整個過程不需要手動操作，有效地避免了人為錯誤造成的影響，大大提高了工作的效率和準確性有利于提高相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

（三）構(gòu)建三維模型

在鐵路工程項目施工中，可進行三維模型構(gòu)建的區(qū)域具有多樣性特征。以曲面屋頂復(fù)合體的三維建模為例，使用Revit軟件進行建模的思路是第一，將復(fù)雜的任務(wù)分解為統(tǒng)一的邏輯結(jié)構(gòu)并將其分解為幾個中等難度的工作包；第二，對邏輯結(jié)構(gòu)進行深化，使其以金字塔樹狀的形式呈現(xiàn)出來，然后對工作包進行處理，使中型工作包在精煉工作下轉(zhuǎn)化成簡單的，另外還要確保所得出的簡單工作包的質(zhì)量，此項工作可通過一系列標準化行動來實現(xiàn)；第三，分析邏輯結(jié)構(gòu)，用其中反向組合來具體設(shè)置復(fù)雜建筑的三維模型解決方案。

具體可以分成以下幾個步驟：首先參考一般結(jié)構(gòu)中混凝土模板的尺寸，即使用標準化的網(wǎng)格軸作為整個建筑平面和空間的基本定位尺寸，所有定位尺寸都與軸空間網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)；然后將垂直墻和彎曲屋頂分開并使用Revit軟件完成建模；最后，根據(jù)一定的規(guī)律將弧形屋頂分解為幾個基本單元組件，并逐一建模最后組裝成整個三維模型[3]，這種建模方法的最大優(yōu)點是它可以將非常復(fù)雜的建筑分解為許多基本模塊，該軟件的傳統(tǒng)組件庫是完整和詳細的如樓梯臺階、欄桿、扶手和特殊組件，如彎梁和彎曲部件，可以使用Revit軟件進行建模以進行分解。

三、結(jié)束語

綜上所述，我們了解了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的重要作用，它能夠為設(shè)計提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，同時構(gòu)建合理的建設(shè)模型幫助實際工程的順利開展，通常此信息建筑模型涵蓋了有關(guān)建筑物的所有信息包括平面上的二維信息，空間中的三維信息，即時的四維信息以及關(guān)于過程的六維信息等。BIM實際上是與建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)的摘要，可以從中提取用戶需要的各種數(shù)據(jù)以確保更高水平的工程質(zhì)量所以將其應(yīng)用在鐵道建筑中是非常有必要的。

參考文獻：

[1]肖洪濤.BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].電子測試，2016（14）：148-149.

[2]張平.BIM技術(shù)在鐵路接觸網(wǎng)全生命周期的應(yīng)用探討[J].鐵道建筑技術(shù)，2016（4）：118-121.

[3]周福軍，于國新，曹峰.鐵路工程地質(zhì)BIM建模技術(shù)與應(yīng)用初探[J].鐵道建筑技術(shù)，2016（11）：106-110.

[4]劉曉晨，張海波.BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].門窗，2017（1）：120-120.

（作者單位：中鐵三局集團第三工程有限公司）