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回顧我國近幾年的發展,“科技強國”“經濟大國”等稱謂已是實至名歸,國際地位上也讓其他大多數國家望而生畏;但不可否認隨之而來的也有私家車數量的急劇增長,造成了地面交通的嚴重擁擠,影響到人們的日常生產生活。因此,打通地下空間,發展地鐵工程,正是緩解緊張的交通現狀的明智之舉。本文中,將主要針對地鐵工程設計中的BIM技術應用進行探究。

1  地鐵工程發展現狀及特點分析

在我國,地鐵工程建設已經走過了近百年風風雨雨的歷程。由于受城市經濟、技術等方面的制約,再加上地鐵工程不同于一般的建筑工程,項目施工時有著大規模、高風險、涵蓋領域多且復雜、易受施工地點周邊環境影響等特點,到目前為止,僅有一線及部分二線發達城市才有能力開通地鐵??梢哉f,我國的地鐵工程發展進程緩慢,還有漫漫長路等著趕。

各國之所以會都選擇迎難而上,極力主張發展地鐵工程,主要是因為地鐵的以下三方面功能特點:

1.1  有效舒緩地面交通擁堵問題

一直以來,我國人口都有著基數大的特點,再加上經濟迅猛發展的推力,我國早已無法擺脫“人口大國”的命運。城市人口密度大的問題使得土地面積嚴重不足,限制了城市發展的腳步。而地鐵工程建設的開展,很大程度上緩解了地面交通壓力,又節約了地面空間,很受城鎮規劃建設官方的喜愛。

1.2  節能減排的有效利器

進入新世紀以來,能源問題以及環境問題在世界范圍內引起很大關注,可以說,“綠色出行、節能減排”已經成為當下人們生產生活的行為準則。除了騎行、乘坐公交等,乘坐地鐵也成為了城市居民尤其是上班族的首要交通選擇之一,因為地鐵運行有著穩定又快速的特點。而且,地鐵每日運行客流量大,既能減少燃油車輛的使用,又能起到減少能源消耗的作用,自然能實現節能減排的功效。

1.3  減少干擾及噪聲污染

地鐵運行除了能夠緩解地面交通堵塞的壓力外,在一定程度上,也大大降低了交通事故的發生概率,因為,有一部分交通事故便是因為受車輛間的干擾而造成的,例如:黑夜中,迎面駛來的車輛探照燈過亮會影響到司機的視覺,若有不慎,便會駛錯方向,釀成交通事故大禍。

像地面道路兩旁的綠化帶,除了起到美化環境的作用外,還有對降低噪聲污染的考慮;有了地鐵工程的展開,可以說也起到了減少地面行車時噪聲污染的作用。而且,隨著地鐵建設進程的深入,技術上的提高,地鐵運行噪聲也能盡可能控制減小。

當然,任何事物發展都不會是絕對的,我們也必須認識到地鐵工程建設也是有弊端的,例如:進行一項地鐵工程,需要投入高額的成本,并且建設周期會很長,而且,大規模的建設必然有著高風險,我們也不能完全避免新的安全隱患的產生等等。此外,若是碰到地鐵施工遇上復雜環境的典型案例時,施工風險與技術難度的大大增強也會影響到整個地鐵工程的建設安全。

2  傳統工程設計中二維設計應用現狀

在傳統的工程設計中,二維設計是主體,主要依靠圖紙來對某一建筑構件對象進行多視角描繪,并且施工時還要依賴于設計人員的空間想象力來還原出構件的立體圖形,難免會有所偏差。此外,若是出現要對構件進行些許變更的情況,便要大動干戈,對多個視圖都要進行重新繪制,也會對其它工序的進行造成影響。

總體來說,二維設計的不足之處在于數據傳遞能力有限,很難實現信息共享,并且在工程施工進程中協調性與整體性差強人意,很大程度上阻礙了行業的信息化發展進程。所以說,BIM技術所代表的三維設計的發展解決了整個建設行業的燃眉之急,也被業界賦予著很高期望。

3  BIM技術介紹及其優勢簡析。

BIM技術,也就是三維建筑信息模型,主要目的在于建立起一體化的建筑物信息系統。當然,這就需要有效地利用建筑物的三維數字來銜接起整項建筑工程中的設計、施工、管理及后期維護等各環節的信息,最好涵蓋其生命周期的每一階段。

我們都知道“勝出必有所長”,且在發展日益迅猛的城市軌道交通工程中,BIM技術能夠占有一席之地,必定有著“過人之處”。據了解,BIM技術具有能夠高度集成信息且傳遞性強的特點,進而能充分發揮出該項技術在建筑工程中支持并協調各部門進行溝通的作用。此外,BIM技術還能夠進行在地鐵工程施工中的模擬環節,并借此來采集各種建筑信息;再加上該技術能夠對數據的一致性與關聯性做出保障,有力推動了地鐵工程工作的連續性進行,并不難理解相關工作人員會對BIM技術予以厚望。

詳細來說,利用BIM技術構建的三維建筑模型數據信息庫,其中囊括了建筑設計、使用乃至使用終結期的所有信息,既能完整、詳細地供給建筑師、施工者及業主等查詢,又能保證信息的實時更新,協調起工程的整體運行,大幅提高了工程完成質量。

4  BIM技術在地鐵工程設計中的應用。

4.1  在前期規劃方面的應用

我們常說“做大事者,要有所謀略”,同理的,在地鐵工程設計中,前期規劃可以說是奠基者了,做好了前期規劃工作,可以說對于整項工程已經成功了大半。因此,在進行前期規劃工作時,各個部門要試著運用BIM技術的核心思想來構建出城市交通的三維模型,借以做好對工程項目的可行性研究分析。需要注意的是,這里所構建的三維模型,既要能夠充分體現出施工地點的地質條件、管線及建筑物的特征等,也要涉及到人文、科學等方面的相關信息;并且,在軌道交通工程設計中各種分析、核算工作要建立在完善的信息的基礎上。

4.2  在可視化設計方面的應用。

BIM技術突破了工程設計中傳統的二維設計模型的桎梏,利用三維數字化特點基本百分百還原出建筑構件的外形特征;在設計方案上也不再受概念設計的局限,呈現出多樣化發展;并且在地鐵工程的前期設計中,BIM技術可以協助設計人員構建三維建筑信息的實體模型,全方位了解施工地點的地形、道路狀況及建筑物信息等,直觀、可視又可靠,有助于最大可能地實現項目地點的一體化開發。

4.3  在協同設計方面的應用。

在軌道工程的協同設計方面,BIM技術能夠集中工程建筑、實體結構及施工設備等在一個平臺上,來進行信息資源的共享;另外,不同任務部門的工作人員也可以通過項目工程下構建出的專業的BIM模型進行與項目中心文件的連接以同步并添加信息。整體來看,這項應用能夠整合各項數據信息,應用網絡通信技術構建起三維建筑模型數據信息庫,來幫助設計人員及管理人員進行信息文件的查閱與交換。

4.4  在設計優化中的應用。

傳統的二維設計手段,傳達出的建筑工程信息畢竟有限,并且但凡建筑設計出現稍許變更,就要重新進行多視角手工繪圖,人力消耗巨大且耗時長,很有可能導致施工延誤情況的發生;再加上施工時工程實物有時會與二維工程圖出現些許偏差,便會造成工程返工的境況。但這些問題,利用BIM技術便能很大程度上得以解決。

首先,BIM技術屬于三維數字信息模型,在設計時便有了一定的空間構圖,直觀、可視;其次,BIM技術有著一體化的建筑物信息系統,具有一致性與關聯性,遇到有問題需要修改的情況時,便會自動反饋并及時修改,不僅減少了設計環節中的人力消耗,還能將出現施工錯誤的可能降到最低,大幅度提升了項目工程的施工效率。

4.5  在碰撞檢測中的應用

在地鐵工程設計中,應用BIM技術的碰撞檢測功能能夠對項目工程中的管線施工和設備應用等進行即時檢測,反饋給地鐵工程設計者直觀可靠的信息、建議等,有助于他們設計出最優的布局方案,達到最佳的施工效果。

5  BIM技術在地鐵工程設計中的發展趨勢

信息化的發展在創意、思維等方面為工程設計工作者提供了強大助力,打破了傳統工程設計技術在創作上對設計者的限制,動搖了先前設計模式的固有化。在競爭局勢日趨火熱化的工程設計行業,BIM技術發展必將為其帶來一場曠日持久的變革戰。想要獲取最大程度的競爭優勢,可以選擇跟緊時代前進的步伐,加強自身理論儲備,深入發展、應用BIM技術體系。

近幾年來,在城市軌道交通工程設計中,BIM技術深受重視,且應用也日益廣泛,尤其是在地鐵車站及其周圍空間的可視化設計還有項目施工設備、管線等的碰撞測試環節上??梢哉f, BIM技術發展前景可期,并且可以預測在未來的軌道交通工程中,該技術在整個工程的前期設計、項目施工以及成果運營等各環節發揮的作用都不容小覷。

6  結語

      明日之“子”—BIM技術?,F在,我們已經進入一個信息化時代,BIM技術的橫空出世,正是時代所需;同時也是城市建設進程中,工程設計行業向信息化轉型的關鍵所在。至目前來看,在我國,BIM技術雖然大體上仍處在起步階段,但其在地鐵工程方面的應用已日益顯現出成熟之勢,相信用不了多久便能夠實現大范圍的推廣。

來源:《企業科技與發展》

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