BIM技术在地铁车站结构设计中的应用

王磊

摘要：目前，各行各业都需要新技术来支持其进步和发展。在建筑工程的结构设计和建设方面，也是运用到了BIM等先进的科学技术来进行管理和生产。以BIM技术为例，借助于其优势特点和作用，让设计朝着更加精细化和信息化方向发展，让施工管理朝着更加科学化和合理化的方向发展。

关键词：BIM技术;地铁车站;结构设计;应用分析

1BIM技术的优势

1.1可视化：即“所见即所得”，传统设计是以平、立、剖面和详图为基准，但随项目越发庞大复杂，这些“单向”、“孤立”的绘图模式由于缺少实时描述，导致大量修改，阻碍设计阶段的控制推动。可视化可分为：

1.1.1设计思想可视化—一明确的三维建筑形式与设计表达;

1.1.2模型信息清晰化——以构件图元作为基本设计单元;

1.1.3三维调整动态化——各种视图实时切换，动态关联。

1.2协调性：多专业协同则包括阶段性和实时性协同，传统设计多专业配合为阶段性协同，即通过特定时间的“对图”描述来解决设计冲突，在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，如机电专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能互相碰撞，这种就是施工中常遇到的碰撞问题。而基于BIM的三维协同则侧重于解决二维技术难以解决的设计进度、技术和局部的协调性问题，实现精细设计、采购和管理。

1.3模拟性：模拟性并不只是通过三维设计模型模拟建筑实体，还可进行非真实世界的虚拟设计操作。在设计阶段，根据设计需求对以模型为载体的设计通过模拟给予性能评判和优化建议，使项目环境舒适度、能源消耗、概算经济等技术指标得以量化。

2BIM技术在地铁车站设计中的应用

2.1BIM可视化技术在设计中的应用研究

在地铁车站设计信息模型过程中，可以运用精确的项目的可视化的应用设计，通过三维协同设计模式，使工程在设计的过程中，相互结合并最终形成一个完整的模型，通过精确的可视化功能，在施工设计中可以使设计施工人员能够随时都可以看到设计内部的状况，并实时进行修改，通过可视化的优势，可以使各个专业的设计施工人员通过相互的合作建立起车站整体的设计信息模型，从而使得工程的每一个环节都符合专业人员的要求。而且在施工的过程中，通过三维协同的可视化的应用，可以将各个专业人员相互联系在一起，在施工的过程中，做到共同参与、各司其职、打破了时间和项目区域的限制和隔阂，通过项目负责人制定的项目模板可以生成一个中心文件，而其他的设计施工人员可以通过中心文件生成文件副本，对自己所负责的区域项目进行设计，这样可以保证各个设计施工人员同时在线设计的过程中，对设计中发生的冲突可以进行及时的交流，通过意见交换，达成及时检测和修改的作用，这也就避免了只靠语言沟通而导致的理解和认知的偏离。

2.2BIM優化设计方案的应用研究

BIM的优势逐渐凸显出来了，在轨道交通中的应用也越来越便捷，利用BIM的优点，可以达到对方案设计的优化，通遇优化方案，可以大大地提高地铁车站设计的工作效率和节约时间成本，节约建设成本。在方案的设计好后，就需要对方案进行校对、审核和评审。在对方案校对的过程中，由于BIM的三维建模的直观性和精准性，项目负责人可以对车站的各个设计施工环节进行无缝连接，通过比对设计图纸和对项目中的各个排水、通风、通信等方面进行可视化的校对，从而有利于方案设计的校对的顺畅，同时对出现问题的地方可以进行及时的修改和审核，通过方案的审核提出意见和建议，供设计施工人员修改和参考，运用BIM优化设计方案，不但有利于设计方案在设计过程中各个设计环节的无缝接对应，而且有利于方案在设计后的校正和及时地修改，保证方案在施工过程的精确度，同时通过各个环节的应该的审查和评审，保证工程建设的质量。

2.3BIM多专业协同设计的应用研究

BIM三维协同设计中的一个最大的优点就是在各个设计施工的环节，各个专业的设计施工人员需要提供相应的专业的数据资料，在资料的收集过程中，各个专业的设计施工人员利用BIM的三维协同设计，可以在整个设计的各个阶段，及时地和其他设计人员进行信息沟通以及进行施工设计方案的探讨，通过资料的共享和方案的探讨，打破了原来工作模式中的时间顺序，和区域施工的界限，有利于各个专业的设计施工人员可以在收集资料和方案设计过程中的协同合作，为施工设计提供参考和衡量的基础。

本文就是通过对BIM的技术分析，并以某地铁站为例，来探讨BIM技术在车站结构设计项目中的具体应用。

3BIM技术在地铁车站结构设计中的应用

3.1快速建立车站模型

建立轴网，利用BIM设计软件REVIT自带族建立承台和桩基础，建立站台层和站厅层，利用自建族建立钢板、吊钩、上翻梁、下翻梁等构件，快速建立车站BIM模型，如图1所示。

3.2建立三维钢筋模型

在常规的设计模式中，钢筋是在维平面中绘制，很难发现钢筋冲突和碰撞的情况，施工过程中经常需要现场调整，利用BIM的三维钢筋绘制功能，可以自动发现钢筋的碰撞情况，减少施工现场变更，并且能精确计算工程量。

3.3添加车站信息

将车站实际存在的全部信息，包括几何信息、物理信息、规则信息等存人BIM模型中。BIM模型能够将所有信息构成一个统一的有机整体，避免信息在传递中出现丢失变异。由于项目全寿命周期共用同一个模型，所有的数据采集和更改都在这个模型上进行，而这一切数据的出口也只有一个，这就很好的保护了数据的完整性，同时信息模型代替纸质图纸，使得资料得以沉淀积累，形成可以共享、查阅和反复利用的工程量信息数据库，具有十分强大的集成管理功能，如图2所示。

3.4BIM出图和应用

通过BIM技术对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以出如下图纸：3.4.1综合管线BIM图纸（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）;

3.4.2建筑留洞BIM图纸（经过碰撞检查和设计修改，发各专业确认无误以后）;

3.4.3单专业BIM图纸;

3.4.4协调优化报告等。由于BIM模型能提供各类真实的信息，协助决策者做出准确的判断，相比于传统绘图方式，在设计阶段通过碰撞检测的功能能够提前发现问题及解决问题，大量地减少设计团队成员所产生的各类错误，下图为利用Revit软件生成的BIM图纸，如图3所示。

4结束语

总而言之，随着BIM技术在地铁轨道交通中的广泛应用，在地铁车站的设计中广泛地引入BIM三维协同的技术，通过精确的可视化技术、协同合作、优化设计方案、多专业协同参与合作、精细化的管理等，打破了原来工程设计施工过程中的时间顺序的概念和区域施工的局限性，从而提高了地铁车站设计施工过程中的工作效率和工程质量，同时缩短了工程时间，节约了工程资金，有利于促进我国建筑行业技术的发展和进步。