BIM在地铁车站建筑设计中的应用

BIM在地铁车站建筑设计中的应用

摘要：近年来，随着社会发展，带动我国科学技术的进步。本文根据地铁车

站施工所处环境复杂、主体结构复杂的特点，采用BIM技术对某地铁车站的建筑、结构、车站所处管线进行建模，通过BIM建模，完成施工图纸审核、管线迁改方

案比选、工程量提取等工作，借助BIM施工管理平台实现地铁车站施工信息化管理。本文的研究为BIM技术在工程中的进一步深入应用提供了技术参考。

关键词：地铁车站；BIM；施工管

引言

随着城市化进程的加快，各城市的汽车保有量迅速增加，导致城市道路日益

拥堵，汽车排放的尾气也带来了温室效应、全球变暖等环境问题。为了缓解城市

交通拥堵，改善空气质量，许多城市开始发展城市轨道交通。在城市轨道交通的

建设中，地铁车站施工是非常重要的一个环节，明挖法施工在此得到了广泛的应用。传统的施工方法是通过二维CAD图纸指导现场施工，但近年来BIM技术在地

铁施工中的应用已逐渐兴起。

1 BIM概述

BIM技术以三维立体建模为技术基础，将各类参数转化为信息，汇总项目的

各类数据并制作成模型。在地铁工程项目建设过程中，建设单位和相关部门可直

接将相关工程数据与信息输入BIM数字系统，并且在数字系统中修改，获得最后

的结果，为各部门的合作与分工提供参考。BIM技术应用价值高，具有可视化、

协调性以及模拟性等优势，在施工前期准备阶段建立三维立体数字模型，解决二

维平面设计难以处理的问题，使得各方合作更加协调，保证设计、施工以及验收

等环节有序落实。此外，三维模型可以直观演示施工方案，模拟碰撞试验，预估

地铁项目的建设周期，评析地铁的工程特征，为地铁建筑物具体规划图样的编制

提供参考，提升图样规划的科学性，完善施工流程。BIM技术具有的可视化特征

采用3DMAX一类的新型技术。本车站模型如图1所示。

图1车站模型展示

2 BIM在地铁车站建筑设计中的应用

2.1车站围护结构

施工蓝图交底后认真识别CAD图纸中的数据参数，领会设计意图，熟悉图纸，通过AutodeskＲevit2017软件建立三维模型，先确定车站围护结构的墙顶标高

和墙底标高及分幅地连墙的位置，将CAD图纸导入至Ｒevit中通过基点坐标确定

围护结构的实际位置。Ｒevit中大多数图元都是以构件的形式存在，同类型的构

件也存在着尺寸的差异，对于转角等变截面地连墙，可通过“内建模型”、新建

族等方式建立转角等变截面地连墙，通过“族类型”对话框控制构件的参数，然

后载入至项目中。某车站围护结构共计168幅地连墙，由于工程地质不同，地连

墙设计深度也不同，通过Ｒevit按设计顺序分幅建立地连墙，这样就能保持与实

际情况相一致，某车站围护结构如图2所示。

图2围护结构模型

2.2创建地铁T2航楼站BIM模型

按照地铁施工图纸创建施工BIM模型，模型创建主要包括车站开挖、车站建

筑和其结构模型，分别采用revit和鲁班BIM软件完成。车站开挖施工模型主要

包括出入口、安全出口、换乘通道、无障碍电梯、风亭和车站开挖等，按照各部

分开挖、支护及施工技术交底文件创建施工模型。建立开挖施工模型能够通过三

维清晰展示施工工艺，方便施工前进行三维技术交底，同时能够实现计划工期与

实际施工进度对比分析，更好完成施工进度管理和各施工环节关键节点施工过程

资料记录归档。车站BIM模型创建，除各部分开挖模型以外，还包括各部分建筑

模型、结构模型和管线。车站建筑模型按照施工工序分模块创建，各部分完成后

在软件中进行拼装完成后模型如图3所示。依据结构施工图纸，运用鲁班BIM建

模软件完成T2航站楼站项目的土钢筋建模工作（如图4），将车站土建模型和其

钢筋模型进行组装，形成了与施工图对应的初始模型,利用其能够实现钢筋工程

量提出，由此形成与施工图上所提供的材料进行对比分析。

图3地铁车站土建模型图4地铁车站钢筋模型

2.3施工现场实时数据收集比对

在进行BIM建模后，施工过程中要对现场的实时数据进行收集，以便与BIM

信息进行比对，及时发现施工中可能存在的问题。为此，项目施工管理人员需每

天在现场进行旁站，记录施工过程中项目进度、质量及安全方面的实时信息。在

地铁工程施工质量管理中，应用BIM技术能够通过相应的模型信息向第三方管理

平台输入有关信息，以便实施施工管理。而管理人员仅需利用计算机或移动终端，便能够收集与录入工程质量管理的数据信息，并利用互联网上传相关数据信息至

管理平台。工作人员可以有效比较与识别该类信息和之前上传到管理平台的BIM

模型，以便及时发现质量问题并给予解决。而不同部门的管理人员可以凭借其相

应的账号与密码登录管理平台，以便能够及时接收与查询工程的相关质量信息。

一旦出现任何质量问题，系统都会进行智能识别，并将这一信息自动反馈给专门

负责该问题的人员，由后者处理。在处理问题的过程中，有专门有监督人员在旁

负责全程监督，直到在工程质量不受影响的前提下将该问题全面解决。如此一来，不但能够有效提高工程质量信息的真实性与可靠性，而且还能让工程施工质量问

题在第一时间内获得有效处理，确保整体工程施工质量。

2.4三维施工配合

完成地铁建筑物3D模型设计后，技术人员要做好相关检测工作，对3D模型

的支座开展全面详细的检测，并科学分析模型物理性能，不断完善健全BIM3D模型。同时，要将优化修改好的BIM设计图纸与方案输入计算机数据管理系统中，

为三维数据模型的搭建奠定基础。为了使3D虚拟模型和具体建筑物的关系更加

协调一致，要科学合理地表述模型转化以及材料内容等信息，为二者关系的提升

提供保证。对于模型材料和弹簧弹力以及支座等模型部件，要根据施工要求仔细

辨别，选择出适用于地铁建筑结构的内容，由此体现BIM技术的优势和性能，推

动地铁建筑设计和通信信息的快速融合。

结语

本项目通过引进BIM技术，实现了施工图纸三维可视化，可根据施工要求，

自动生成任意截面剖面图，方便各类人员快速了解施工图，有效地指导现场施工，减少返工造成的损失，同时利用BIM技术对施工模拟进行快速模拟和实时调整，

大大提高了施工计划的可行性和准确性，另外在材料和费用控制方面，采用明细

表功能进行材料消耗分析，有效地控制材料超耗，取得了较好的经济效益。运用BIM技术进行研究，探索适合地铁车站工程的BIM技术，积累BIM技术应用经验，为BIM技术进一步深入应用奠定了良好的基础。本项目的研究为大规模、高标准、多专业的复杂工程建设提供技术支持。

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