城市轨道交通BIM建模探讨_环球即时

2023-01-16 09:51:35 来源: 公务员之家

【摘要】文章结合厦门市轨道交通2号线项目,对城市轨道交通BIM建模的技术优势进行简要分析,同时详细研究了城市轨道交通项目BIM建模的具体思路,以及城市轨道交通中BIM技术的应用方法。通过本文的研究可知,BIM技术可凭借自身的建模功能、可视化特征,为城市轨道交通项目建设管理提供有力支持。


(资料图片仅供参考)

【关键词】城市轨道交通;BIM模型及技术;应用研究

1引言

城市化建设中,城市轨道交通项目是完善城市交通体系的重要工具,但由于城市轨道交通项目所处环境的复杂性,传统的勘测、管理技术已经无法满足项目的建设需求。因此,相关人员尝试将BIM技术应用在城市轨道交通中,借此利用BIM模型直观、生动呈现城市轨道交通项目的整个生命周期,加强项目各阶段的勘测与管理。

2工程概况

厦门市轨道交通2号线为城市东西向骨架线,构建了本岛与海沧区快速跨海连接通道,并通过换乘与轨道交通1、3、4、5号线衔接。2号线一期工程正线起于芦坑,止于五缘湾,正线长26.1km,设站23座,其中换乘站7座,均为地下敷设,区间线路穿越了海沧区、湖里区以及思明区3个城区。二期工程西起天竺山站,向东穿越蔡尖尾山后接入一期工程芦坑站。线路全长15.3km,均为地下线。共设车站9座,均为地下站,其中换乘站3座:在马銮西站、马銮中心站与规划6号线换乘、在翁角路站与规划8号线(机场快线)换乘。最大站间距2864m,为海沧大道站-东渡路站跨海区间,最小站间距704m,为观音山站-林边站区间,平均站间距为1130m。该工程于2014年12月底开工建设,计划于2019年4月试运行。

3城市轨道交通BIM建模的技术优势

BIM技术是多种技术支撑下所形成的“建筑信息模型”,城市轨道交通工程建设中BIM技术同样可建立城市轨道交通工程的“信息模型”,从而用可视化的立体模型,优化城市轨道交通建设中的构筑物设计,协调项目施工中的各类作业,加强施工进度、质量管理。在国家的“十三五规划”文件中指出:“各地区应持续改进、推广应用BIM技术,挖掘BIM建模的优势所在,多层次地控制各类工程项目中的成本投入,为城市轨道交通工程的集成化管理做出贡献”[1]。城市轨道交通项目中,BIM技术的应用前景良好,可分别应用在该类工程的整体规划、设计、施工建设、运维管理中。相关人员通过建立城市轨道交通BIM模型,可以在项目建设规划阶段中获取更可靠的数据支持,直观地分析轨道交通设计中的质量风险、成本风险,保障城市轨道交通工程的建设质量。比如,BIM技术可对城市轨道交通工程进行施工模拟,用生动、直观的现场图示,模拟施工作业,便于管理者有序地安排各项施工任务,规范化进行施工管理,提升城市轨道交通工程施工效率。

4城市轨道交通项目BIM建模的具体思路

BIM技术支持下的城市轨道交通工程的信息模型中,项目基础数据完整、透明,可以呈现出城市轨道交通建设全过程的数据信息,使建设方利用BIM模型有效地进行施工管理、成本控制、风险管理,具体建模思路如图1所示[2]。图1 城市轨道交通工程建模流程图除此之外,城市轨道交通工程在建立BIM模型时需依靠Revit、Navisworks、MagiCAD等软件完成项目各阶段的建模工作。其中,Revit软件可支持土建工程模型的建立,并校验、核对土建工程平面图设计,Navisworks可以整合轨道交通中的机电模型、建筑物结构模型,实施碰撞检查,模拟施工作业。MagiCAD负责简单专业的BIM建模任务,以及城市轨道交通工程中的需定制的机电设备BIM模型[3]。

5城市轨道交通中BIM技术的具体应用

5.1项目规划

城市轨道交通项目建设中,BIM技术可利用项目周围管线布置、地形信息、建筑物分布情况,仿真模拟车站内外部空间,用立体、可视化的3D模型分析城市轨道交通项目选址的合理性,科学地规划城市轨道交通线路。在厦门市轨道交通2号线项目中,BIM技术可支持2号线轨道模型的建立,使建设方准确地评估车站的空间方位、客流量、位置、地形条件等关键参数。利用2号线的BIM三维模型模拟车站客流量后,相关人员可判断该项目的空间需求,合理地开发地下空间、布设车站入口及其他配套设施。此外,城市轨道交通项目前期规划过程中,BIM技术可构建车站实体模型,使建设方全方位地把控周围供配电设备、城市各类管线的分布情况,预测项目设计中可能面临的问题,提前采集城市轨道交通设计所需的数据信息[4]。

5.2项目设计

城市轨道交通项目中设计阶段BIM技术的建模作用主要集中在以下内容中:其一,建立设计模型、分析轨道交通结构、统计工程量、制作本项目的3D渲染图。其二,使用Revit、Navisworks、MagiCAD等软件分别建立地铁内机电、暖通、给排水、建筑物的设计模型。其三,用BIM技术模型表达设计意图,更直观的向业主介绍设计内容,满足其基本需求[5]。在此期间,由于BIM技术可实现各专业的碰撞检查目标,所以可提升设计阶段城市交通轨道项目的设计质量。厦门市轨道交通2号线项目中,由于地铁站内所涉及的管线复杂、机电设备多,相关人员可基于BIM技术建立地铁站的3D信息模型,经Navisworks软件渲染处理后,分别呈现各区域的立体设计图,建立可精确到局部的信息数据库。

5.3技术交底

BIM技术不仅能够支持精细化3D模型的建立,同样能够通过动画演示的方式模拟施工工艺、施工作业的实施过程,从而帮助城市轨道交通项目中的相关主体进行技术交底。具体来说,首先,BIM技术模型能够模拟城市轨道交通项目施工建设中“组装钢筋笼”、“轨道排列”、“浮置板道床施工”,直观地进行技术交底,继而避免因交底不到位而引起的返工风险[6]。其次,基于BIM技术,城市轨道交通项目可联合应用VR设备、BIM模型打造图文并茂的交底文档,使一线施工人员凭借可视化的文档浏览施工信息,更规范地实施各项施工工艺。逐步地提升该类项目的技术交底效率,使管理者高效安排各项施工任务,预防交叉作业、施工操作不规范等情况。最后,在利用BIM技术进行技术交底时,相关人员可建立各项子工程的BIM模型,辅助各子工程的现场施工管理。以城市轨道交通项目中的基坑开挖作业为例,BIM模型可直观展示地层分布信息,模拟基坑开挖的全过程,并通过预演基坑开挖方案,筛选出最佳的施工方案,同时为一线施工人员提供技术指导,使其有序地完成各项施工作业[7]。

5.4工程量计算

城市轨道交通项目中,BIM技术可应用在项目工程量的计算上,比如在厦门市轨道交通2号线地铁站中,相关人员可分别建立地铁站土建工程模型、地铁道床模型,模拟施工现场的实际情况,优化施工方案。同时根据模型中的各项数据参数,计算工程量、材料需求量。具体应用BIM技术时工程量的计算需依赖于软件Revit,分析A型、B型地铁隧道内道床,详细地统计站内道床工程量,计算道床成本,如表1所示。

5.5项目运维管理

参数化是BIM技术应用在城市轨道交通项目的技术优势之一,能够实现项目数据集中分析的目标,有利于降低城市轨道交通设备、建筑物运维难度,建立三维立体的运维管理模型。在BIM建模功能支持下,相关人员根据BIM模型统计各环节信息数据,建立项目信息数据库,准确监控各环节的作业流程,多维度地分析项目成本、子工程的运行及施工质量[8]。比如在城市轨道交通中机电专业的设备运维中,BIM模型可统计设备参数,快速地结合设备编码查找设备位置,评估设备运行状态,并在设备故障后快速预警,定位故障点,从而提升机电设备运维管理效率。另外,通过BIM模型中直观的设备信息,相关人员可最大程度的节约城市轨道交通中机电设备运维人力、物力成本,推进项目建设进度,保障运维管理方案的可靠性。

6结语

综上所述,BIM技术与城市轨道交通事业的融合,为我国城市交通系统的创新建设带来了更多可能性。因此,在数据信息时代中,相关主体在建设城市轨道交通项目时,还应充分利用BIM技术的建模优势,动态模拟城市轨道交通产生的全过程,严格把控规划环节、设计环节、施工环节的质量风险,提升城市轨道交通中各项基础数据的利用率,为该类项目集成化管理目标的实现打好基础。

参考文献

[1]石继斌,杨勇,孙贺升.城市轨道交通BIM技术应用标准体系研究[J].铁路技术创新,2020(7):6-8.

[2]张金伟,刘志广,路清泉,等.城市轨道交通工程BIM技术应用推广实施方法研究[J].现代隧道技术,2019(3):9-16.

[3]周明科,张鑫,张波,等.基于BIM技术的城市轨道交通工程风险识别方法研究[J].施工技术,2019(3):15-18.

[4]骈宇晖,刘晋玮,林文生,等.BIM集成化技术在城市轨道交通项目中的应用研究[J].项目管理技术,2020(8):56-59.

[5]张曼.BIM技术在城市轨道交通施工阶段的应用研究[J].速读(下旬),2019(6):23-27.

[6]蔚陈.城市轨道交通BIM与3DGIS结合应用研究与开发[J].工程技术研究,2020(1):27-31.

[7]符潇婷.基于BIM技术在城市轨道交通规划的应用分析[J].交通科技与管理,2021(5):21-27.

[8]吴韬.BIM技术在城市轨道交通设计中的应用研究[J].科技与创新,2021(17):35-36.

作者:陈宇佳 单位:广州地铁设计研究院股份有限公司

编辑:Edt_69

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