基于BIM技术的市政工程高铁站设计与施工优化研究
魏家辉
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魏家辉,. 基于BIM技术的市政工程高铁站设计与施工优化研究[J]. 设计研究,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157007.
摘要: 目前,我国经济的发展十分迅速,与之伴随的是城市不断地扩张发展,为了提高城市竞争力,提出了城市群和经济带建设。无论是城市群内部的交通建设,或是经济带之间的沟通交流,为了满足经济发展和民生需要,各地对交通运输的需求日益增长,以往的交通形式已无法承载现代社会发展的需要,以高速铁路、轨道交通为代表的公共交通迎来了史无前例的建设高潮,各大城市不约而同的开始了高速铁路的建设。
关键词: BIM技术;市政工程;高铁站设计;施工优化
DOI:10.12721/ccn.2024.157007
基金资助:

BIM(buildinginformationmodeling)技术作为建筑业信息化发展的重要支撑之一,已受到业界和政府的大力关注。BIM把与项目相关的信息通过参数模型在项目的全生命周期中进行传递和共享,是项目在不同阶段、不同参与方之间协同工作的基础。目前针对BIM技术在高铁站房中的应用研究不多,主要集中在装修、施工、节能仿真等方面。本文从施工安全控制的角度,结合实际工程探索BIM技术在高铁站房施工中的应用价值。

1BIM技术优势

BIM技术使得高铁站房建设实现了可视化,所见即所得。施工人员可预先通过BIM技术仿真建筑得到结果,然后根据模拟出的三维立体图,对所使用的材料数量、单价物料等进行模拟设计,在实际建筑前避免出现各类问题。比如建筑空间优化使用,建筑规模是否符合要求等,可以通过预先模拟,发现施工中所面临的漏洞以及材料短缺等问题。业主的要求可根据BIM技术进行事先模拟,根据发现的问题,找到更为精准的解决方案,可避免在施工过程中发生施工事故,并可有效降低施工成本、缩短施工的时间。BIM技术的应用,可使工程造价得到更为精准的数据,有利于提高施工效率。在BIM技术没有出现之前,传统的工程造价由造价员根据设计图纸进行工程量的计算。这种方法存在很多问题,比如工程量大、计算复杂、费时多、材料价格波动造成计算数据不准确,导致造价环节脱离控制,使项目各个环节之间无法进行有效沟通。BIM技术的实施有利于提升工程造价的精准度,让工程造价具有可控性,对提升施工人员的工作效率有很大帮助。应用BIM技术实现有效的沟通协调,既节省了人力,又提高了工程造价的精准度,能够将施工成本控制在最小范围内,帮助施工单位获得更大的利润。

2BIM技术的市政工程高铁站设计与施工优化

2.1BIM模型构建

站房主体结构为钢筋混凝土结构,屋盖为钢结构。根据上述BIM技术适用性分析,同时考虑建模工作的专业分工和效率,选用Revit软件进行主体结构和三维场布模型的建立。屋盖部分选用Tekla软件进行三维建模,为减少数据的丢失,屋盖模型文件以IFC格式通过链接方式导进Revit软件,从而实现与主体结构模型的整合。实践证明,虽然2款软件具有较好的兼容性,但仍然存在数据丢失现象。(1)结构模型构建。根据项目需求,首先确定建模的等级,即信息的精度和维度。模型的信息精度越高,对计算机的性能要求越高,处理信息的速度会受到一定程度的影响。西站房及其部分高架层模型主要是为了进行施工模拟和临边分析,为了提高工作效率,只需要建立工程结构模型。通常有2种建模方式:导入CAD图纸进行翻模和直接利用设计方交付的BIM模型。根据实际情况采用第1种建模方式,通过导入CAD图纸后建立标高轴网,依据图纸信息完成西站房主体结构模型的创建。(2)三维场布模型构建。为了模拟施工,需要虚拟重建整个施工环境。基于高铁站房环境的特殊性,需要建立大量的构件族:临时设施构件族、施工机械设备族、铁路轨道及设施系列族、钢结构构件族等。Revit最大的优势是参数化建族,通过建立可载入族将创建好的外部族载入到项目中,为三维场地模型的构建提供基础。根据业主提供的施工图、铁路既有轨道及设施位置图以及相关规范,结合现场情况建立了三维场布模型。包括现场临时设施、施工机械、安全文明施工标语、道路景观等内容。通过链接方式将结构模型与三维场布模型进行整合。

2.2碰撞检查过程及方法

各专业建模完成之后,需要对其专业内和专业间进行综合性的冲突检查,寻找模型中存在的冲突点。具体来讲在检查的过程中,主要从以下3方面进行冲突检测。(1)进行建筑、结构专业间的合理性冲突测试。例如某结构专业梁的底部太低,并且距下方楼板仅1100mm,明显存在专业间碰撞,不符合建筑设计规范的要求。(2)进行专业管线与土建专业的冲突测试,若出现专业管线布置与建筑结构发生碰撞时,就需要通过绕弯等处理手法消除这些碰撞,如果条件允许,可以相应调整土建专业内容来配合。(3)专业管道之间的冲突测试需要对所有管道进行全面的冲突检查,如暖通、给水和排水以及设备管道排布。相比CAD二维图,由于不能直接对各专业管道进行空间排布定位,只能叠加各专业管线到一张图纸内,存在各专业管线交叉的情况。如果不对其进行协调,就会对机电系统工程的施工产生多方面的不利影响。

2.3机电管综及支吊架深化设计

机电管综及支吊架深化设计流程如下:(1)对管线碰撞严重及净高不足区域进行提前预警。针对机电无法安装或净高不足的部位,向设计单位提出修改建议,进一步落实优化方案。(2)提出初步方案。全盘考虑管线及精装修细部构件,如轻钢龙骨、吊杆、灯具的位置,进行综合管线排布。(3)复核方案意见,修改模型。将现场情况与模型相结合,对施工进行指导,二者相互促进,保证最终效果。(4)创建意见交流及数据交互平台。通过邮件等即时通信工具,收集业主、设计、施工等单位意见,并上传至平台汇总。(5)开展协调会议。基于BIM技术再次审核设计修正内容,经讨论确定以下方案:①优化管线布置;②修改强电桥架尺寸;③规范风管尺寸;④将走道排布的部分管道移至室内。(6)确定最终方案,根据方案调整机电深化内容。(7)结合现场情况,基于BIM图纸指导现场安装,不断促进管线进一步优化,最终促使模型与现场一致,达到理想效果。

2.4工程量提取

利用BIM的自动统计部件,快速地抽取需要的工程量,可提高工程造价的精确性,有效节省计算工作量,提高设计阶段的工作效率。可对因设计变化引起的费用变动进行及时的评估,从而实现对费用进行有效的控制。将模型工程量与实际用量进行比较,找出误差,找出潜在问题,有利于减少物料损失,降低成本,使工程不在没有必要的地方产生开支。

结语

综上所述,BIM技术在高铁站房施工管理的应用中,主要利用BIM技术对高铁站房施工进行建模,对其周围的施工环境进行模拟检测,要及时地了解周围的环境信息,才能够提升高铁站房施工管理力度,提高企业的经济效益。BIM技术在高铁站房施工管理中的应用,不仅能够提升企业对于BIM技术的重视,还能够对施工管理模式进行深度的改革,优化施工方案,降低施工管理中出现的问题,从而提升整体的施工效率。

参考文献

[1]欧阳松,吕小彪.基于BIM技术的公共建筑三维节能仿真研究———以永安高铁站房为例[J].绿色科技,2019(10):191-194.

[2]韩少帅,孙喜亮,温国威.BIM技术在高铁站房装饰装修中的应用研究[J].铁路技术创新,2020(6):56-59.

[3]翁凯.BIM在铁路站房中的应用及发展前景[J]//第十五届全国现代结构工程学术研讨会论文集,2020.