BIM技术在轨道交通工程设计中的应用

陈佰强

摘要：随着我国社会经济的不断发展，轨道交通也取得了较大的发展。作为建筑行业的一种全新技术，BIM技术在轨道交通工程设计中得到了众多设计师的认可。本文先围绕BIM技术进行介绍，然后就该技术在轨道交通工程设计中的应用进行探析。

关键词：BIM技术；轨道交通；工程设计

中图分类号：u212 文献标识码：A

轨道交通工程对我国城市化进程的推进，对城市居民的安全出行有着重要的影响，因此需要重视轨道交通工程的设计与施工。这种类型的工程具有建设周期较长、工作量较大的特点，所以在工程的设计以及施工等方面，都存在着或多或少的问题，进而影响工程的有效运行。那么如何提高工程施工的安全性，如何使工程的施工进度得到保证，也就成为建设各方必须要考虑的一个问题。而BIM技术的发展，使得这些问题能够得到解决。下文就围绕该技术的应用进行分析。

1 BIM技术的相关概述

1.1主要含义

所谓BIM技术，指的是建筑信息模型，它是以建筑物中的三维数字为载体，对以下几个环节中的信息进行有效的连接，包括：①施工环节、②设计环节、③管理环节等，继而使建筑物中的信息能够得到共享与利用。

1.2主要特征

（1）信息的集成

该技术对数字信息技术进行了充分的利用，以实现对建筑物的有效模拟，其工作原理以下面几方面的数字信息为依据。第一，空间关系；第二，几何形状等；第三，还需要对各种要素的视觉信息表达进行高度的重視，对各种要素的关系设计予以重视，例如梁、管线及柱子等。与此同时，对相关构件的功能进行模拟。归根结底，该技术就是对数字信息进行借助，对计算机的功能进行发挥，继而形成三维模型数据库，便于设计师从中提取相关的设计信息。

（2）传递性较强

BIM技术有一个基本的特征，那就是在设计创建之时，工程数据具有相互关联性。也就是说，如果其中的某项内容被修改之后，那么BIM系统就会将修改反映到所有受到影响的其他图元，不需要进行人工图纸处理。该特征保证了项目工程的连续性，工作成果能够得到迅速的体现，极大地节约了人力及成本，并且促使工作效率得到提升。

（3）支持协同工作

该系统为建设各方搭建了一个及时沟通、时时监测的全新平台，使得设计质量有了较大的提升[1]。如：通过对BIM技术所搭建的三维模型进行充分利用，利用其来做梁、柱等碰撞检测，能够根据各专业的布设原则，来对各构件冲突进行自动检测，从而提高了各专业的配合能力。

2 在轨道交通工程设计中，BIM技术的应用

2.1 在前期规划中的应用

在前期规划阶段，建设各方需要对工程项目进行可行性研究分析，要对BIM的技术进行利用，以构造出城市交通的三维模型。该模型的构成元素包含以下几种固有特性：①地质条件、②管线地形、③道桥情况等。还需要将下面几方面的信息资料包含其中：①社会科学、②自然科学、③人文经济，例如，人口密度、人口的出行分布等。在工程设计中，通过这些信息，就能够实现各种分析与计算。例如，在番禺大厦的建设过程中，通过对BIM技术的应用，对既有建筑物桩基础进行探测，能够使设计人员了解工程的具体内容，以便进行科学的规划。

2.2 在可视化设计中的应用

在广州地铁22号线的建设过程中，22号线的起点在番禺区的番禺广场，终点在荔湾区的白鹅潭，总线路全长为31.3km，都属于地下线。在该线路中，总共设有6站，换乘站为6站，平均每站的间距为5.5km。在22号线的建设中，需要对既有建筑物桩基础进行探测，本次探测番禺大厦（东城新区中心招待所），编号为PP叭3 6，位于东环路与平康路的交汇处，测试位置示意图如图l，基础为桩基础，管桩，桩长大概为25m，桩径为0.4、0.5m，至于其电梯基础，则主要为钻孔灌注桩，桩长大概为20m，人中风化，桩径为1.2米。该建筑物模型通过利用BIM技术，设计人员实现了对方案进行可视化的设计。此外，逐对假日酒店基坑支护工程进行了探测，编号为HL-PYGC-051-1，基础为桩基础，旋喷搅拌桩等，桩长大概为11.2～15.7m的范围，桩径为l.Om。如图2所示，通过BIM技术，就能够让设计人员对工程的大概情况有所了解，方便后期的设计规划。随着项目的推进，设计方案也能够实现多样化，不再局限于概念上的方案设计，而是详细的工程设计。在轨道交通工程设计中，将BIM技术应用其中，能够帮助设计师利用一个模型来研究出多个备选的方案。由于三维模型具有以下几方面的特征：①可视化、②直观性、③可靠性等，所以借助该技术能够实现有效的沟通，继而将BIM技术的价值发挥出来。除此之外，该技术是对传统的设计模式的一次突破，通过对三维数字化的利用，能够实现对建筑物构件的真实描述。

2.3 在协同设计中的应用

当前，从设计单位的协同工作基本情况来看，存在以下几个特点：①设计分散、②成果较为集中、③需要时才会进行协同工作等。其协同设计主要在于设计单位的即时通信系统，他们在该平台下查询信息，或者互传资料等[2]。但是在BIM技术中，协同设计的范围更广，指的是设计单位各专业、各部门在同一个平台下工作，实现中心文件的集体共享（如图3）。在工作过程中，不同专业的设计人员对自己的BIM建模软件进行使用，然后建立与自己专业有关的BIM模型，然后将这个模型与中心文件进行链接，当与中心文件同步之后，将新修改或者创建的信息添加到中心文件之中。这样一来，各专业人员都能够由此查看其他专业构件的布置。

2.4 在优化设计中的应用

建筑设计并不是一个一蹴而就的过程，需要进行反复的修改，不断的优化。在以前的建筑设计中，如果稍微出现一点变更，那么就要对图纸中的内容进行手动的修改。如此，不仅耗费时间，也消耗了大量的人力，并且在修改过程中较易出现信息不匹配的情况。若这些问题在施工过程中未被发现，那么就会造成工程的变更以及返工，进而导致大量的资源浪费。

但是，如果设计人员对BIM技术进行合理的利用，创建一个三维实体模型，那么就能够使该问题得以解决。在这个模型中，设计图图纸有着可视化的特点，设计人员可以根据图纸的类型及需要，对不同模型的界面进行调节。在BIM模型中，因为所有图元构件并不是孤立存在的，而是建立在一定的关系基础之上，这使得图纸的视图及模型能够进行有效的连接，使各构件的关联性得到了保证[3]。因此，一旦出现了问题，需要进行修改，那么BIM系统就能够对这些问题进行自动反馈，将其反映到相关的模型之中，进而及时的实现变更。在轨道交通工程设计中，该技术能够将各专业的信息进行及时更新，以促使各专业设计的协调性得到保障。如此一来，就能够降低设计人员的错误率，使他们的劳动强度有所降低，并节约成本。

2.5 在碰撞检测中的应用

BIM技术有着众多的功能，碰撞检测功能便是其中较为重要的一种，即在BIM模型的基础上，对机电专业的桥架或者管线等进行优化，对其标高进行合理调整，以促使其达到最佳效果。碰撞检测功能能够对管线及设备等进行及时的检测，以帮助设计人员获取更为直观的信息，并对设计人员的布局进行科学的指导。

3 结语

综上，轨道交通业的发展是时代发展的必然趋势，对城市居民的出行有着重要的影响，能够推动我国城市化建设。城市轨道交通工程所涉及的范围较广，具有专业性强、信息处理量较大等特点，无论是工程设计还是施工，哪个环节出现了问题，都会导致工程质量受到影响，甚至有可能导致安全事故的发生。而BIM技术能够实现信息的高度集成，其传递性较强，所以将BIM技术应用到工程设计中，能够提高工程的设计质量，降低设计人员的错误率。因此，在今后的轨道交通设计中，设计人员需要提高自己的专业水平，将该技术应用到工程设计之中。

参考文献

[1]冀程.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用[J]地下空间与工程学报，201 4，10S1：1663-1668.

[2]张志永，BIM技术在轨道交通工程设计中的应用探究[J]山东工业技术，201 6，13：126.

[5]石继斌.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用[J]中国管理信息化，2017，2020：148-149.