BIM 技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

辛賢敏

四川洲宇建筑設(shè)計(jì)股份有限公司合肥分公司 安徽 合肥 230000

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地鐵車站建設(shè)取得了較大的成就。由于地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度很大，工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮城市環(huán)境和城市規(guī)劃。BIM技術(shù)三維信息模型的可視化設(shè)計(jì)、各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)可以大大提高地鐵設(shè)計(jì)的集成化程度，使得工期緊、任務(wù)重的地鐵設(shè)計(jì)質(zhì)量得以保證，大大提高施工效率，避免設(shè)計(jì)盲點(diǎn)和設(shè)計(jì)風(fēng)險。

1 現(xiàn)階段BIM 技術(shù)應(yīng)用于地鐵車站設(shè)計(jì)當(dāng)中的難點(diǎn)

（1）在復(fù)雜的工程中難以發(fā)揮作用。由于我國的地理環(huán)境比較復(fù)雜，在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須充分考慮到地理因素，與其他建筑工程不同，地鐵車站工程具有線性的特點(diǎn)，涉及廣泛的工程項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)地鐵車站時，不應(yīng)忽視這些因素，特別是在地理?xiàng)l件比較復(fù)雜的地區(qū)，除與地理環(huán)境有關(guān)的因素外，還應(yīng)考慮到設(shè)計(jì)的困難和復(fù)雜性以及投入的成本，在目前階段，地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用BIM技術(shù)還不足以在一個復(fù)雜的地鐵車站項(xiàng)目中發(fā)揮更大的作用[1]。

（2）缺少專業(yè)的軟件。應(yīng)用BIM技術(shù)的先決條件是提供計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件。然而，在目前的現(xiàn)實(shí)中，盡管有專門的軟件，這些技術(shù)在很大程度上不是我們的技術(shù)人員開發(fā)的，不太適合地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時，地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑工程也各不相同，大多數(shù)的BIM軟件主要與建筑工程有關(guān)。這使得地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)BIM軟件較為緊缺。

（3）缺乏專業(yè)的技術(shù)人才。盡管BIM技術(shù)有較大的優(yōu)勢，但由于缺乏技術(shù)人員，使得BIM技術(shù)的作用無法得到充分發(fā)揮。在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更好地應(yīng)用BIM技術(shù)，有關(guān)的地鐵車站結(jié)構(gòu)規(guī)劃人員必須具備必要的技術(shù)知識，以便能夠更好地利用BIM技術(shù)。地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加上更大的計(jì)算機(jī)操作能力，就可以充分掌握專業(yè)知識，將大大改善BIM技術(shù)的應(yīng)用。然而，在目前階段的具體情況下，雖然許多地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者已經(jīng)掌握了設(shè)計(jì)知識，但對BIM技術(shù)還不夠熟悉，沒有能力有效地操作BIM軟件，因此，BIM的技術(shù)效率較低。

2 BIM地鐵車站技術(shù)在設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)

（1）可以自動形成圖紙以及對文檔進(jìn)行自動的修整。在地鐵車站工程中，BIM技術(shù)利用相關(guān)設(shè)備，從平臺上開發(fā)三維模型，在整個項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員的詳細(xì)情況都很容易直接地顯示出來，以便生成設(shè)計(jì)圖、文件和圖紙。提供三維和多層建筑場景，詳細(xì)說明地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需材料、工程范圍、費(fèi)用等方面的資料，為地鐵車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造奠定了基礎(chǔ)。工程地點(diǎn)的改變確保了地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的效率和準(zhǔn)確性[2]。

（2）具有專業(yè)性的共享性能。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，對工程科學(xué)和技術(shù)知識的需求將逐步增加。建筑用地的相對復(fù)雜性，加上地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造越來越困難，這就需要同一平臺科學(xué)專業(yè)的整合。共享技術(shù)在地鐵車站工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。需要建立一個綜合各學(xué)科知識的平臺，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，BIM技術(shù)有效地整合了不同領(lǐng)域的專業(yè)知識，并可利用信息技術(shù)的優(yōu)勢從不同的角度幫助設(shè)計(jì)師和技術(shù)人員，水平超過時間的限制它在任何時候和任何地方分享技術(shù)資源。

（3）模型的信息更加的完整。BIM地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型不僅包括與地鐵車站結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息數(shù)據(jù)，還對在建筑過程中與信息有關(guān)的所有要求，其中包括關(guān)于地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全、材料要求等方面的信息和數(shù)據(jù)，這些信息和數(shù)據(jù)是在建造地鐵車站時是十分必要的。BIM地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中收集的信息能夠有效地解決建造地鐵車站方面的問題。

3 現(xiàn)階段BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）地形地勢的分析。在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)需要開發(fā)一個三維模型，用于基本的工程分析。在模型開發(fā)過程中，將對地形環(huán)境和地形數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。提高關(guān)鍵地形點(diǎn)和將原始地形自動分析作為進(jìn)一步應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬和有效的建筑控制，隨后將所有車站工程數(shù)據(jù)綜合起來[3]。通過綜合軟件分析功能開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫和將數(shù)據(jù)輸入模型，避免了設(shè)計(jì)過程中地風(fēng)險，并確保了工程的順利進(jìn)行。

（2）地鐵車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上。在運(yùn)用BIM技術(shù)之前，應(yīng)審查和優(yōu)化總體模型的相關(guān)參數(shù)，以確定地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否與相應(yīng)水平一致，設(shè)計(jì)速度是否符合國際標(biāo)準(zhǔn)。對項(xiàng)目規(guī)劃和設(shè)計(jì)文件是否符合專業(yè)要求進(jìn)行了全面評估，并為地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)先制定了執(zhí)行計(jì)劃。地鐵車站結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)以一個參考曲線為基礎(chǔ)，其中包括平面線位和裝配設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)階段，采用BIM技術(shù)對地鐵車站的建造特別重要，及時采用BIM技術(shù)可以大大提高制作的效率和質(zhì)量，從而使設(shè)計(jì)人員能夠進(jìn)行更好的分析。

（3）碰撞檢測。通常情況下，碰撞檢測工作主要從兩點(diǎn)展開，分別是單專業(yè)模型碰撞檢測和全專業(yè)整體模型碰撞檢測，其中，單模檢測包括建筑模型和綜合管道的碰撞檢測。建筑模型碰撞有時會發(fā)生地鐵車站和地鐵系統(tǒng)間的邊接問題，或者是在布局上面有一些不合理的情況。而現(xiàn)場工作人員所需要的圖紙則是越詳細(xì)越好，單純的示意圖并不能夠滿足施工對于精確度的需求。而經(jīng)過精細(xì)設(shè)計(jì)的圖紙，能夠衍生出更加明晰的管道布局。

4 結(jié)束語

綜上所述，在這一階段快速發(fā)展的BIM技術(shù)，對地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是理想的，其具體特點(diǎn)使BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用，地鐵車站設(shè)計(jì)者需要充分了解BIM技術(shù)的知識內(nèi)容，同時不斷提高他們的專業(yè)技能，以便進(jìn)一步提高地鐵車站的建筑水平。