地铁车站结构设计中BIM技术的应用

地铁车站结构设计中BIM技术的应用

李仲佩

（广州地铁设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

摘 要：随着BIM技术深入推广，该技术的应用已经从传统民用建筑转换为轨道交通行业，在地铁车站结构方面取得了良好效果。文章从BIM技术的特点进行了分析，综合BIM技术的应用优势针对建模、结构分析、明细生成几大方面进行了图暖通，旨在为后期地铁车站设计提供作用。

关键词：BIM技术；地铁车站；结构设计；特点

BIM技术是现代工程项目相关信息数据的载体，通过BIM技术建立三维模型，并模拟工程所具有的真实信息，具有信息完备性、关联性、协调性以及可视性等综合性的优势它结合了生命周期内部各个阶段的特点进行了信息分析，包括几何、造价和装配调价等。对后期建设设计、施工运行、造价管理等具有重大影响作用，是信息修改、存储的重要参考依据。现阶段，地铁工程中运营BIM技术较为广泛，主要是在建模、4D施工模拟和碰撞检测等方面作为参考，BIM技术在地铁施工领域等方面发挥着重要的作用，应加大推广和应用力度。

1 BIM技术特点

1.1 可视化

可视化，即“所见即为所得”的形式。3Dmax、Sketchup 现阶段的应用范围已经非常广泛了，在前期方案推敲、阶段效果图展示上都有良好的效果。现阶段，大量设计工作仍然从传统CAD软件为基础进行设计，主要借助平面、立面、剖面设计实现对建筑项目的综合探讨，并及时展现出设计结论。对于大规模、复杂度高的项目，如果仅依靠传统二维设计、凭空想象，一般难度大，后期差错频率增加。BIM技术借助设计工具、设计方昂发实现了对项目工程的全面设计工作，设计人员借助三维思考方法实现了对项目的合理化设计。

1.2 协调性

协调性主要是指同一建筑项目体的模型设计中，不同专业、不同人员可根据实际需求在模型中进行更改，实现信息的添加、删除作业，同时模型更新动态统一程度高。便于后期快速进行碰撞检测、动态模拟等协调控制工作。避免施工阶段发生用地冲突、管线干涉等突发问题。加强设计阶段BIM技术的合理应用，可充分避免后期错漏碰缺问题发生。

1.3 模拟性

BIM技术便于后续模拟工作的顺利进行，可实现日照模拟、紧急疏散模拟等可持续设计，能够有效的降低污染问题，提高建设质量。同时，通过模拟，能够更加准确的对施工方案和施工技术进行选择和效果确认，从而提高施工方案和组织计划的科学合理性。另外，借助BIM技术还可以充分实现5D模拟分析，更加方便快捷的对工程成本进行分析，形成工程预算结果所需的相关信息，便于成本控制工作的顺利进行。

1.4 优化性

BIM技术便于实现项目优化分析，及时对项目设计、项目投资工作进行分析，结合相关数据对设计变更、投资回报等进行分析，结合项目方案对比后的结果及时提供相关数据，保证项目决策人员可及时进行方案分析，并提出决策结论。及时对特大项目进行设计优化、施工模拟工作，提高后期造价管理、进度管理的合理性。

1.5 出图性

BIM技术可借助虚拟模型及时进行三维可视化分析，针对模型特点协调并模拟数据后，便于后期设计人员、业主方及时进行线路改造分析，对施工、碰撞报告等进行全面分析。

现阶段，国内城市建筑中，大型地下空间的设计经常发生不合理问题，如人防设计、节能、环保设计等。结合BIM技术的优势进行该技术的研究推广十分必要。

2 工程案例

借助某地铁车站的BIM技术应用为例进行分析，借助Revit Structure 2012软件建模后进行分析。车站结构设计中考虑物理模型、支座检验和分析模型要求等进行操作，对建筑体内部受力进行了全面探讨。

3 结构建模

BIM技术主要是由Autodesk公司研发，地铁车站中应用较多的包括Revit软件、Trifrom软件和Graphisoft公司开发的ArchCAD软件等。上述软件中，对地铁车站建模具有明显意义的包括Revit软件。借助BIM技术对管线的碰撞检测十分重要，主要可借助Navisworks软件实现后期技术支撑管理（见图1）。

图1 郑州某车站Revit结构模型

4 车站结构的建模分析

地铁车站建模中，BIM技术的结构设计与传统方法存在一定相似性。包括：均需要建立土建模型、对设备管线的走向等进行模拟；及时提出管线干涉可能发生的状况；针对碰撞问题及时进行排除检测；将车子结构设计结果上交审核分析。

4.1 土建建模

地铁车站建模中，工程模型主要由建筑相关专业设计完成，主要借助载体为Revit软件。该软件包含有Mep、Architecture以及Structure三个模块，借助上述几个模块实现对建筑体设备、结构模型的综合分析具有极大优势。需要引起设计人员关注的是，建模环节中，Architecture软件可为后期土建模型设计提供依据，便于相关模型数据的全面可控性管理。方可实现构件装修、硬件设备设施的建立管理。

4.2 设备、管线模型分析

设备和管线模型分析中，需要考虑土建模型的要求，借助协同化管理实现结构设计操作。模型建立起价，需要及时对管线专业的前期需要、方案设计等进行考虑，加强管线上游分析，对预留余量、相关参数进行综合对比，以便充分提高模型利用的合理性。此外，设计人员还需要加强下游专业预留条件的合理分析，便于提前获知方案是否可行。根据协同作业方法，以BIM技术为平台进行搭建设计，及时提高施工方与业主方之间沟通有效性。便可将BIM技术获得的信息数据及时作为资料进行设计。地铁车站结构设计中，三维模型可提高各个专业的作业效率。综上分析，BIM技术在平台系统中的应用效果良好，可充分实现及时检测、自动控制、互相沟通的目的。缩小了工程师人员之间的沟通张海，便于有效控制设计周期，提高设计质量，便于施工方经济效益的稳定增长。

4.3 管线碰撞检测分析

revit软件中，提出与其他方法不同的检测工具，可根据模型内部特点进行检测，通过检测结果做好分区工作。管线碰撞检测是模型构建的基础工具，经过碰撞检测后的数据应进行准确的统计、分析与归纳，此项工作的任务量巨大，所以需要利用Navisworks使自动检测碰撞得以实现。根据得出的报告将管线中的碰撞点进行综合分析并列出，将实际情况与报告中的模型进行比对，从而得出准确的结果。

4.4 生成明细

现阶段，工程项目存在复杂度高、统计方法复杂的特点，需要借助BIM技术进行明细生成。项目设计中，先创建一个新明细表，一般在类别中选择中墙进行设计。根据明细属性窗口的选像，及时进行格式、排序的勾选。此外，字段设置中，还可实现体积、成本、功能的后续调整，根据明细要求技术实现设置属性的更改。明细表大大减小了工程概算的工作量，提高了计量准确性。

参考文献：

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[2]何舢,李晨,梁大坚,王志刚.BIM技术在天津地铁红旗南路站管线综合设计中的应用[J].发电与空调,2013,(3)：100-102+67.

[3]刘卡丁,张永成,陈丽娟.基于BlM技术的地铁车站管线综合安装碰撞分析研究[J].土木工程与管理学报,2015,(1)：53-58.

中图分类号：U231+.4

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）08-0186-02

作者简介：李仲佩（1989-），男，助理工程师，研究方向：地下结构、城市轨道交通。