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摘要:目前,地铁已成为大城市的重要基础设施,城市轨道交通的发展加快,取得了辉煌的成果。众所周知,地铁车站的工程建设任务量大、投资额度高、建设周期长、并且所涉及的专业面广,由于其建成后将会赢取重大经济效益、社会效益,所以对于地铁,需要科学合理的规划、完善的施工组织、健全的运营维护机制,作为数字模型,BIM技术在地铁建设中发挥着极其重要的作用。因此,有关城市地铁中BIM技术的应用状况深受关注,以及随着地铁规模建设的扩大,BIM急需解决哪些问题也成为关注的焦点。
关键词:BIM技术;地铁车站;土建施工;应用
1BIM技术现状
目前,BIM技术因其实用的内涵和价值,在国内外建筑行业和学术界得到了越来越多的关注、研究、设计和实施。它正在逐步成为建筑业发展和产业转型升级的关键技术。而我国的建设仍然是一个碎片化的模式,每个项目的工作标准也大不相同。BIM需要的是一个集成良好且可行的工作流程,因此尚未达到BIM应用于实际工程的成熟环境。使用BIM进行现场管理需要时间来催化。
就设计单元和施工单元中BIM技术的应用而言,设计单元通常只创建基本模型。众多细部构造还是以详图的形式标注,施工单位是在设计图纸获设计模型的基础上进行深化,将各建筑、结构模型进行施工流水段划分,并将所有细部构造创建完成。施工单位在设计模型的基础上进行深化时,往往会出现设计模型与施工图纸有部分偏差,还需要根据施工蓝图中的细部构造图进行深化,更有甚者,设计模型不满足施工深化需求,还需重新创建适用于施工的模型。
BIM技术的发展尚处于初步阶段,就施工单位而言,纯粹的利用现有的BIM技术和BIM相关软件并不能完全满足施工管理需求,如果需要利用不同BIM相关软件的优点来满足管理需求,就需要各软件之间的信息转换,但目前各BIM软件都有自己的核心技术和数据格式,信息之间的传递并不能直接进行,可能需要多次的数据格式转换,而在转换过程中往往会出现模型或信息的丢失,导致BIM应用往往在过程中夭折。另外,大多施工单位已经形成了完整的施工生产体系,虽然对新技术比较向往,但往往会发生新技术与传统技术不匹配的现象,导致BIM技术不但没有解决问题反而增加了成本,因此,目前大部分施工单位尚在尝试阶段。
2BIM应用存在的问题
2.1软件应用问题
我国的BIM技术起步较晚,主要依据发达国家的经验,国内相关标准尚不完善,对国外BIM应用系列软件的掌握有待提高。同时,为了使国外软件设计架构满足国内设计规范和技术要求,我们需要再次开发这些软件。但是,项目级BIM技术应用将会在某种程度上削弱其开发能力,使BIM技术应用效率降低。
2.2软件整合问题
首先,目前我国各个建筑行业都没有统一的BIM技术应用标准。与此同时二次开发的应用插件也各有所长;其次,中国尚未建立统一的BIM技术应用协同管理平台。即使可以通过辅助软件完成转换,该过程也很复杂并且原始属性可能丢失。这种现象阻碍了BIM技术的发展。
2.3应用模式问题
BIM技术应用的初衷是从设计,施工,运行和维护阶段管理项目的生命周期。但是,目前大多数BIM技术应用仅用于项目建设的某个部分或项目的一部分,参与方尚未完全参与其中。各技术人员对BIM技术的理解和应用水平也不均衡,这是阻碍BIM技术推广的主要原因之一。
3BIM技术在地铁车站土建施工中的应用
3.1三维可视化
三维可视化是BIM技术的基础特征。可视化即“所见所得”,对于建筑行业来说,可视化的作用是非常大的,例如拿到的施工图纸,往往只是用平、立、剖等方式将各构件的信息和空间关系用线条进行平面表达,但是其真正的构造形式就需要工程技术人员利用空间想象力去理解。
BIM的出现使得过去的线状组件在三维物理图形中出现在人们面前,并且可以随时以平面,垂直和截面的形式表达。同时,还可以在视觉上表达组件之间的交互和空间关系,并模拟整个构建过程,因此可视化的结果不仅可以用于显示渲染。更重要的是,项目建设过程中参与者,专业和各种过程之间的沟通和协调是在视觉条件下进行的。
3.2工程量管理
对于施工单位,工程计算的准确性和工程量的计算精度直接影响施工成本的准确性和施工的投资控制。在传统建筑项目中,工程量的计算通常基于施工图和计算规则。这种方法不仅耗费大量人力,而且更容易因人工计算而导致错误。
BIM是一个丰富的工程信息数据库。利用这些信息,计算机可以快速对各种组件进行统计分析,大大减少了繁琐的手动操作和潜在的错误。实现相同数量的工程信息和设计非常容易。通过BIM获得的准确工程量可以作为审查结算量的基础,甚至可以直接作为结算基础。
3.34D施工进度管理
建筑施工是一个高度动态的过程,随着建筑项目的不断扩大,建筑项目管理变得极为复杂。但是,当前的建设项目管理相对落后,通常使用横截面图来表示时间表,并使用直方图来表示资源计划。不可能清楚地描述施工进度和各种复杂的关系,难以准确地表达建筑的动态过程。也不可能动态优化分发所需的各种资源和建筑工地。如何合理制定施工方案,准确把握施工过程,优化施工资源的使用,在项目施工过程中科学安排施工现场。统一管理和控制整个项目的施工进度,资源和质量,缩短工期,降低成本。提高质量是建筑施工领域亟待解决的问题。
通过将BIM与计划相关联,根据空间信息添加时间信息,并集成以形成4D模型,在模型中可以直观的反映各部位的计划安排、资源配置,并在施工过程中通过添加实际进度,快速完成实际进度和计划进度的比较分析,然后根据实际情况合理配置资源和场地布局,实现整个项目施工进度和资源的统一管理和控制,以缩短工期,降低成本。
3.4车站前期规划中BIM技术的应用
地铁是目前城市地下空间开发的重要重点工作,科学合理的地铁车站修建不仅可以吸引人流,而且可以极大的促进地下空间内的商业发展和繁荣。因此,在进行地铁站设计时,一定要做好车站选址、车站规模控制以及出入口设置等工作,不仅方便旅客,还有利于车站经济效益、社会效益的发挥,除此之外,城市人口密集,路面交通拥堵状况较为明显,因此,地铁成为人们出行首选的交通工具,而地铁的运行安全和设备的维修周期需要与客流存在极大关系,这就需要在规划时,合理预测该地铁站简建成之后的客流量。
3.5车站设计中BIM技术的应用
地铁站设计涵盖广泛的领域,包括:传统建筑,供水和排水等的结构还包括诸如车辆,轨道和通信信号之类的专业。专业较多,工作部门数量较多,这就需要各部门工作人员内部以及各部门之间做好沟通、协调工作,确保各专业提交资料的及时性、部门协调的无缝隙,避免因为各部门之间交流协作不顺畅,使工程建设相关数据信息出现偏差,从而造成图纸或工程质量不合格出现返工现象,这样不仅延长工期,而且会造成投资成本增加。BIM技术可以为所有专业人员提供协作平台,实现部门之间的及时沟通,减少错误,提高地铁站建设的效率。
3.6车站建造中BIM技术的应用
地铁车站一般建立在城市的市中心或人流量密集的区域,并且地铁施工周期较长,对周边环境的影响较大;另外,人流密集,且地铁是城市交通网络完善的重要组成部分、重大的公益性工程,影响力较大,受关注度较高,所以在进行地铁车站建设时,应该如何将施工队对周围环境的影响极其重要。BIM技术的另外一项及其重要的功能是4D施工的可视化,可以通过采用BIM技术对地铁施工的全过程进行模拟,及时发现问题,解决问题,促进施工中所有工作的优化。
总之,BIM技术改变了地铁车站传统的施工生产模式,为项目管理提供三维可视化的施工模型,同时富含大量的信息,为项目的施工起到了指导作用。随着信息技术的不断发展,BIM技术将成为建筑业施工生产的标配,将大大降低复杂结构施工难度、大幅度提升建筑业的施工效益。
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