bim技术在临时工程规划设计中的应用

BIM 技术在临时工程规划设计中的应用 王志山 中铁九局集团有限公司 摘 要： BIM 技术的出现改变了建筑领域的设计流程, 改善了信息传递丢失这一状况, 实现了项目从单纯几何表达转向全信息模型的集成、从各专业孤立完成某一项目转向各专业协同完成项目、从离散的分部设计转向基于同一模型的全过程整体设计。基于 BIM 技术的三维设计不仅能够精确表达建筑的几何特征, 还能对模型赋予各类信息, 不存在表达障碍。将 BIM 技术应用到临时工程规划设计中能够对设计方案进行直观而全面的比选, 提高临时占地及空间利用率, 使规划更合理。基于 BIM 技术的模块化的设计能大大提高临时工程规划设计效率。本文对箱梁场等临时工程的设计方式、方法和流程进行了研究, 利用 BIM 技术对临时工程做快速可视化设计, 合理调整场地布局, 提升了企业临时工程规划设计水平。关键词： BIM 技术; 临时工程; 可视化设计; 作者简介：王志山 (1972-) , 男, 辽宁建昌人, 高级工程师。Application of BIM Technology in Temporary Project Planning and DesignWANG Zhi-shan China Railway 9th Bureau Group Co., Ltd.; Abstract： The emergence of BIM technology has changed the design flow in the construction field, improved the situation of loss of information transmission, realized the transformation from simple geometric expression to the integration of the whole information model of project, from isolated project completion to collaborated project completion, from discrete segment design to whole process overall design based on the whole model. The three-dimensional design based on BIM technology can not only express the geometric characteristics of the building accurately, but also give the model all kinds of information, without expression disorder. By applying BIM technology to the planning and design of temporary project, we can do intuitive and comprehensive comparison of the design schemes, improve the temporary land and space utilization, so that the planning is more reasonable. The modular design based on BIM technology can greatly improve the efficiency of temporary engineering planning and design. In this paper, the design method and process of temporary engineering such as box girder field are studied. BIM technology is used to make rapid visual design of temporary engineering, adjust the layout of the site reasonably and enhance the level of temporary engineering planning and design.Keyword： BIM technology; temporary engineering; visual design; 0 引言临时工程分为大型临时设施和小型临时设施。大型临时设施主要包括铁路便线、便桥, 汽车运输便道、制 (存) 梁场、混凝土拌合站、铺轨基地、临时电力干线等工程。小型临时设施包括为施工及施工运输所需修建的临时生活及居住房屋, 文化教育及公共房屋和生产、办公房屋、驻地、料库, 以及为维持施工运输而修建的临时建、构筑物。目前, 临时工程的规划主要是以现场考察, 手绘草图, 再用二维 CAD 软件进行场地绘制并配上文字进行描述的方式为主, 而二维图及文字的局限性令审核人员难以看懂, 设计方案在传递的过程中信息丢失严重, 同时, 不同设计者通过图纸表达的水平也不尽相同, 无法将临时工程的规划设计思想进行有效的传递 (图 1) , 因此, 当前将 BIM 技术应用在临时工程的可视化设计过程中就显得尤为的重要。1 研究方法的确定为了使研究更具条理性, 按步骤进行, 制定研究方法及流程如图 2。图 2 下载原图图 1 临时工程规划及审核情况现状 下载原图首先模型归类并分析, 统计模型数量, 本次研究统计各类临时工程模型数量为400 个。以混凝土拌合、项目驻地、制梁场、轨道板场、铺轨基地为依托, 以国家及行业现行的规范、标准, 企业下发的大、小临时工程的建设标准为依据, 将临建、工装、机械设备实现构件化, 建立企业的临时工程构件库。构件库是BIM 模型的支撑, 所有设计的总装文件用到的模型都需要从构件库中调取构件, 进行拼装。同时, 也为后期将 BIM 技术应用到施工组织设计及专项施工方案的编制过程中, 对施工现场的布局及作业空间进行动态可视化调整提供了资源保障, 提升了临时工程规划设计水平与企业视觉信息传递及展示能力。临时工程建设在满足节约用地、节省投资、环保节能、永临结合、合理实用的基本原则基础上, 宿舍、办公用房的防火设计应符合建设工程施工现场消防安全技术规范 (GB50720-2011) 的规定。图 3 每间宿舍面积 下载原图图 4 单层宿舍面积 下载原图每间宿舍面积为 19.5m, 小于规范中 30m/间的标准, 单层宿舍面积为 100m, 小于规范中 300m/层的标准。在临时工程规划与设计中应用 BIM 技术, 必须要确保信息在模型之间的传递时不会丢失, 因此, 工作环境的选择至关重要。为了确保不同的设计人员在同一个环境下开展工作, 制作了临时工程专用种子文件, 种子文件的创建对模型拼装质量起着决定性的作用, 是开展基于 BIM 技术的临时工程规划与应用的核心, 它的质量直接影响模型组装后的效果。种子文件创建后, 所有参与规划的人员可以在不同的工作地点基于同一个种子文件进行协同工作, 以保证模型标准的统一性。种子文件的内容包括模型界限、材质、外观、模型单位、图层、线型、线宽、文字样式、标注样式、表格样式和布局等设置。为真实反映构件外观, 在临时工程规划专用种子文件中对构件材质进行定义, 图层采用以材质为主的命名, 材质以构件实物外观为命名依据, 以真实反映构件属于金属、混凝土、木材等材料类型。图 5 赋予材质的图层设置实例 下载原图考虑到几大场地的模型数量大, 为了使模型轻量化, 在一个同类型的模型文件中建立不同 model, 组建构件工装模型库, 利用 BIM 软件中的共享单元及参考功能, 从模型库中调取相应的 model, 按照标准及平面图进行定位及摆放, 组装模型, 最终完成临时工程的可视化设计, 以此提高临时规划设计的效率。2 模型的创建标准与精度参照现有的中国市政设计行业 BIM 实施指南 2015 版, 根据临时工程规划设计研究的深度需要, 将临时工程 BIM 模型创建精度等级定义为 L2 级。指南中规定:所创建的模型应能近似几何尺寸。形状和方向应能够反映物体本身大致的几何特性。主要外观尺寸不得变更, 细部尺寸可调整, 构件宜包含材质、产品信息。图 6 精度为 L2 级的提梁机模型 下载原图构件的命名综合考虑的因素有专业及类型, BIM 软件的类别, 文件格式等。遵循易于识别、检索的原则。结合数据管理结构采用两级命名, 例如:拌合站-料库。在 BIM 项目数据管理、项目文件、构件文件等重要 BIM 应用工作中的命名, 都将涉及到专业代码。专业代码命名规则如表 1。表 1 下载原表 构件库文件命名规则如图 7。图 7 存储基本模式图 下载原图3 临时工程模型组装与应用组装的种子文件与单个构件的种子文件相同, 都选用临时工程专用种子文件, 然后将平面规划图文件参考到模型文件中, 在参考时要注意单位, 并对进行平面图进行缩放使之与模型的尺寸相匹配。在放置的时候首先确定构件类型及所在库的位置。为了缓解文件大小及运行状态, 将规格相同数量庞大的构件做成 cell 文件, 在做总装文件时找到对应的库文件, 按照共享单元的形式去放置。如图 8-11 所示。图 8 箱梁场平面图 下载原图图 9 共享单元放置模型 下载原图运用组装完成的模型, 进行模型之间的静态碰撞检测, 以及场内龙门吊等机械设备之间的动态碰撞检测等, 来检查场地规划的合理性。将 projcet 制作的进度计划文件与模型相链接, 可进行临时工程的 4D 施工模拟, 对临时工程的建设有指导作用, 同时可以制作可视化交底。通过碰撞检测后的模型导入场景渲染、漫游软件中进行后期制作, 并输出展示动画, 以实现设计成果高质量的表达。图 1 0 模型定位成功 下载原图图 1 1 组装完成后的箱梁场 下载原图4 结语及应用展望临时工程的规划与设计是工程项目管理的基础, 在二维设计环境下, 要实现对场地进行不同布置方案设计, 需要进行大量的作图工作, 费时费力, 导致技术人员不愿进行多方案比选, 所以这种方式确定的方案往往不是最优的。而运用BIM 技术快速建模和组装数据下的信息可视特点, 达到一次建模, 多次使用, 能快速进行不同阶段的场地布局方案设计, 能够节省大量的时间、精力, 为临时工程的施工过程提供直接的参照。开展的基于 BIM 技术的临时工程规划与应用为项目方案评审及企业宣传提供全新的技术手段, 在研究过程中编制的基于BIM 技术的临时工程规划与应用指南, 为后期 BIM 技术在其他工程的应用起到极大的指导作用, 开发的企业构件库能够节省重复建模时间及投入;同时制定的企业级构件库命名、存储规则, 为数量庞大的多平台构件的命名、管理提供了统一的标准, 使构件的使用及管理更科学化。随着 BIM 技术的不断进步, 必将带动整个工程行业的技术革新, 新的方法和手段将不断涌现, 基于 BIM 技术的临时工程规划与应用也行会有更深层次的应用, 可以开发管理系统, 对构件库进行统一管理, 实现临时工程的智能化设计, 临时工程方案的编制和审批可实现无纸化。随着硬、软件设备的不断更新, 可以实现 360 度全场景的沉浸式漫游。为箱梁场、轨道板场等日常管理提供新的载体与思路。参考文献1刘靖, 朱平.探析建筑结构设计中 BIM 技术的应用J.价值工程, 2017 (07) . 2陈前, 张原.浅谈 BIM 技术及其应用J.价值工程, 2012 (23) . 3何晶, 刘爽, 刘钰, 郭志强.