論路基BIM構(gòu)件設(shè)計關(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)中得到了廣泛應用，在基于BIM的設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計部門使用并已經(jīng)積累了大量BIM構(gòu)件，且其中的大部分都是支持可重復再利用的構(gòu)件資源。若能實現(xiàn)對它們的集成共享，有利于減少成本投入、提高設(shè)計效率。路基作為鐵路建設(shè)中的一項重要內(nèi)容，其工程類型是較為復雜的，所以在構(gòu)件的設(shè)計上也有嚴格要求。本文便對構(gòu)件設(shè)計的幾點關(guān)鍵技術(shù)進行分析。

1 路基BIM構(gòu)件的設(shè)計方法

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

1.1 按裝配方法

按照構(gòu)件相關(guān)幾何的描述信息，為了便于進行構(gòu)件的裝配，一般情況下是劃分成點、線和面這三種構(gòu)件。其中，在進行點構(gòu)件裝備時，需輔助平移變量與旋轉(zhuǎn)縮放變量各一個，構(gòu)件的幾何信息也要做出對整體空間形狀的描述，屬于是一種狹義構(gòu)件的表達方法。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)件以多個空間面作為裝配的基礎(chǔ)，其幾何信息被應用在對各空間面法線方向的幾何形態(tài)定義上。通常情況下點構(gòu)件被稱作是一般構(gòu)件，線構(gòu)件和面構(gòu)件被稱作是復合構(gòu)件。在路基中點構(gòu)件有錨桿、錨索、托梁、樁等；線構(gòu)件有護肩、水溝、擋土墻等；面構(gòu)件有框架梁、土工格柵、骨架護坡等[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?，把專業(yè)構(gòu)件分成各個功能不同的類構(gòu)件。比如在路基專業(yè)中可以系統(tǒng)性的劃分出防護工程構(gòu)件、排水工程構(gòu)件等。構(gòu)件相應的要標記好適用設(shè)計階段，為工作者檢索提供便利。由于構(gòu)件庫中包含了大量的構(gòu)件信息，所以即便是單個的專業(yè)，在不同的設(shè)計階段中，也包含著各種幾何與非幾何信息。設(shè)計的根本目的在于對各階段目標的實現(xiàn)，比如說在初始階段對線位方案的論證，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，這樣能夠更好地對各種施工組織方案進行研究。例如像是滑樁構(gòu)件于可研設(shè)計模型里的應用，通常只以鋼筋混凝土體積來表達出數(shù)量，于初始的設(shè)計中，只有混凝土標號和體積、鋼筋質(zhì)量為必備，而在施工設(shè)計階段，則還要給出鎖口護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)計的流程

在設(shè)計中，設(shè)是指從無到有的一個過程，計則是再次的復核校驗，設(shè)計流程便是指依據(jù)某一特定要求、從無到有且經(jīng)反復校驗的一個過程。路基BIM構(gòu)件設(shè)計的流程主要有以下五個部分[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)計模型里直接選擇出構(gòu)件初稿[4]。

2.2 分析

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

2.3 設(shè)計

使用標準化參數(shù)與數(shù)字化幾何、非幾何的信息，對構(gòu)件幾何信息加以描述，明晰裝配操作參數(shù)，并對構(gòu)件系統(tǒng)功能的自有屬性進行擴張[6]。

2.4 測試與修改

經(jīng)多種方法對構(gòu)件的幾何信息進行描述之后，對幾何信息是否完善進行再次的測試，并確定其中是否存在歧義，對裝配操作是否靈活進行測試，并測試構(gòu)件信息的修改和更新情況，進一步對構(gòu)件穩(wěn)定性能進行完善[7]。

2.5 編碼入庫

進行編碼與入庫的測試。構(gòu)件設(shè)計完成之后，需經(jīng)一系列的測試與反復審核，再入庫。入庫時，要對構(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，而是基于項目階段的進展、參與各方的不同，相應的更新模型中的構(gòu)件信息，使其更為完善。創(chuàng)建構(gòu)件庫管理系統(tǒng)，一方面能保證做到合理的管理，一方面又能實現(xiàn)對構(gòu)件的有效利用，同時，要求構(gòu)建管理系統(tǒng)應在基于協(xié)同平臺的前提下，和BIM設(shè)計軟件做高度集成，實現(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

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

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[4]李偉偉,王強強,王瑜.設(shè)計企業(yè)BIM構(gòu)件庫建設(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項目中的應用研究——以重慶DC大廈為例[J].科技進步與對策,2012,29(18):115-118.

[7]王雪青,任遠,楊秋波.BIM的國際發(fā)展態(tài)勢——基于網(wǎng)站內(nèi)容分析[J].工程管理學報,2012,(04):6-11.

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