论路基BIM构件设计关键技术

黑明

天津华尚建设工程咨询有限公司 天津 300074

近些年来，BIM技术已经逐渐在铁路行业中得到了广泛应用，在基于BIM的设计中，相关设计部门使用并已经积累了大量BIM构件，且其中的大部分都是支持可重复再利用的构件资源。若能实现对它们的集成共享，有利于减少成本投入、提高设计效率。路基作为铁路建设中的一项重要内容，其工程类型是较为复杂的，所以在构件的设计上也有严格要求。本文便对构件设计的几点关键技术进行分析。

1 路基BIM构件的设计方法

在做构件的设计时，应综合考量到其特征、属性、应用和管理等诸多方面的因素，坚持的基本原则便是构件应用的便利性和灵活性。由于各不相同的每种构件设计方法都有其自身的优势，也存在不同的缺点，所以，如果仅依靠单一的构件设计方法，很难符合实际要求，所以通常在设计中都应用诸多设计方法。

1.1 按装配方法

按照构件相关几何的描述信息，为了便于进行构件的装配，一般情况下是划分成点、线和面这三种构件。其中，在进行点构件装备时，需辅助平移变量与旋转缩放变量各一个，构件的几何信息也要做出对整体空间形状的描述，属于是一种狭义构件的表达方法。线构件则需空间基线来辅助装配，构件的几何信息被用来定义基线法面上的几何形态。面构件展示为构件以多个空间面作为装配的基础，其几何信息被应用在对各空间面法线方向的几何形态定义上。通常情况下点构件被称作是一般构件，线构件和面构件被称作是复合构件。在路基中点构件有锚杆、锚索、托梁、桩等；线构件有护肩、水沟、挡土墙等；面构件有框架梁、土工格栅、骨架护坡等[1]。

1.2 面向对象法

按照专业构件的不同功能，使用面向对象法之中的类方法，把专业构件分成各个功能不同的类构件。比如在路基专业中可以系统性的划分出防护工程构件、排水工程构件等。构件相应的要标记好适用设计阶段，为工作者检索提供便利。由于构件库中包含了大量的构件信息，所以即便是单个的专业，在不同的设计阶段中，也包含着各种几何与非几何信息。设计的根本目的在于对各阶段目标的实现，比如说在初始阶段对线位方案的论证，做到整体上的把握，因此专业构件中要求所包含的信息量是少且精的，以便于展示与储存。而在施工阶段的构件信息量则是大且全的，这样能够更好地对各种施工组织方案进行研究。例如像是滑桩构件于可研设计模型里的应用，通常只以钢筋混凝土体积来表达出数量，于初始的设计中，只有混凝土标号和体积、钢筋质量为必备，而在施工设计阶段，则还要给出锁口护壁的混凝土和钢筋所有属性等信息[2]。

2 路基BIM构件设计的流程

在设计中，设是指从无到有的一个过程，计则是再次的复核校验，设计流程便是指依据某一特定要求、从无到有且经反复校验的一个过程。路基BIM构件设计的流程主要有以下五个部分[3]。

2.1 构件的拟定

按照专业需求，经系统、规范的分析来确定所需要建立的构件，获取的途径有两种，第一是有第三方提供构件的初稿，第二是从已经存在的设计模型里直接选择出构件初稿[4]。

2.2 分析

针对具体的构件，首先便是要对其隶属于几何属性还是非几何属性进行分析确定，并相应的确定出最好的一种属性描述方法；其次再对构件装配操作进行分析，选择出优异的装配方法；最后再对构件功能进行分析，为了方便系统性的分析，扩充其必要的功能属性[5]。

2.3 设计

使用标准化参数与数字化几何、非几何的信息，对构件几何信息加以描述，明晰装配操作参数，并对构件系统功能的自有属性进行扩张[6]。

2.4 测试与修改

经多种方法对构件的几何信息进行描述之后，对几何信息是否完善进行再次的测试，并确定其中是否存在歧义，对装配操作是否灵活进行测试，并测试构件信息的修改和更新情况，进一步对构件稳定性能进行完善[7]。

2.5 编码入库

进行编码与入库的测试。构件设计完成之后，需经一系列的测试与反复审核，再入库。入库时，要对构件追加分类信息、编码信息、命名信息等。构件的信息内容并不是能做到一次性定义完备的，而是基于项目阶段的进展、参与各方的不同，相应的更新模型中的构件信息，使其更为完善。创建构件库管理系统，一方面能保证做到合理的管理，一方面又能实现对构件的有效利用，同时，要求构建管理系统应在基于协同平台的前提下，和BIM设计软件做高度集成，实现其便利、高效的数据检索功能，与下载、删减等多种功能[8]。

3 结束语

由于受到构件属性难以确定、不能量化的影响，因此很难对构件设计是否良好进行判断，但是，基于构件数量的增多、种类的繁杂，构件于实际建模中的应用，也为构件设计质量高低提供了判断标准。在BIM技术不断应用的基础上，是否能拥有设计优异的构件库是企业获取技术与知识的重要支持，同时也是保证企业获得长足发展的关键。

[1]李云贵.普及应用BIM技术推进绿色建筑发展[J].建设科技,2015,(23):43-46.

[2]刘军生,石韵,王宝玉,等.BIM技术在施工管理中的应用研究[J].施工技术,2015,(S1):785-787.

[3]李恒,曹冬平,王广斌.BIM的行业扩散特征及企业应用策略分析[J].土木建筑工程信息技术,2014,6(02):1-5.

[4]李伟伟,王强强,王瑜.设计企业BIM构件库建设方法[J].土木建筑工程信息技术,2012,(04):110-114.

[5]张建平,余芳强,李丁.面向建筑全生命期的集成BIM建模技术研究[J].土木建筑工程信息技术,2012,(01):6-14.

[6]杨宇,寿文池,汪军.IPD-ish在BIM项目中的应用研究——以重庆DC大厦为例[J].科技进步与对策,2012,29(18):115-118.

[7]王雪青,任远,杨秋波.BIM的国际发展态势——基于网站内容分析[J].工程管理学报,2012,(04):6-11.

[8]满庆鹏,李晓东.基于普适计算和BIM的协同施工方法研究[J].土木工程学报,2012,(S2):311-315.