BIM 技術(shù)在城市軌道交通裝配式車站觀光電梯中的設(shè)計應(yīng)用

石 林

（深圳市市政設(shè)計研究院有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

第二次世界大戰(zhàn)后，為了快速恢復(fù)被破壞的城市，出現(xiàn)了裝配式建筑的概念，即以積木的方式建造建筑。 但當(dāng)時技術(shù)水平有限，很多建筑達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。 隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，裝配式建筑迅速發(fā)展，并在多個領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用。 隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)， 城市軌道交通建設(shè)也進(jìn)入加速通道，裝配式地鐵站也應(yīng)運而生。

1 BIM+裝配式車站介紹

裝配式地鐵站是一種新型的裝配式建筑形式。它將傳統(tǒng)施工方法施工的鋼筋和混凝土集中在工廠進(jìn)行流水化生產(chǎn)，成品構(gòu)件在工廠儲存，并根據(jù)施工和生產(chǎn)要求運輸?shù)浆F(xiàn)場，構(gòu)件的組裝就像積木一樣，將預(yù)制好的主體結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)上依次一個接一個地拼接成型，這樣建筑結(jié)構(gòu)的建造和生產(chǎn)就可以實現(xiàn)工業(yè)化。 與傳統(tǒng)施工方法相比，裝配式車站的優(yōu)點是施工速度快、受氣候條件限制少、勞動生產(chǎn)率高、工程質(zhì)量優(yōu)良、施工用地少、節(jié)能環(huán)保且冬季施工無隱患。

BIM（Building Inforrnation Modeling）技術(shù)是基于數(shù)據(jù)信息的三維模型設(shè)計。通過建立虛擬數(shù)字模型，整合各個節(jié)點的信息，達(dá)到可視化設(shè)計的目的。通過將BIM 技術(shù)與裝配式車站技術(shù)相結(jié)合， 利用BIM 可視化、數(shù)據(jù)化、數(shù)字化模型等技術(shù)，可以提高裝配式車站的設(shè)計質(zhì)量； 基于裝配式車站BIM 模型， 可實現(xiàn)裝配式構(gòu)件全生命周期數(shù)據(jù)的垂直傳輸，縮短設(shè)計周期。 同時，隨著BIM 技術(shù)的加入，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化和管理數(shù)字化水平更高， 構(gòu)件更標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)效率更高。 BIM 技術(shù)既能精確控制尺寸，又能保證精度，節(jié)省工期，在成本、精度、質(zhì)量和方案優(yōu)化等方面得到了有效管理和控制。 “BIM+裝配式車站” 是現(xiàn)代軌道交通工程發(fā)展的必然趨勢。 未來，“BIM+裝配式車站”還將有效提高軌道交通工程建設(shè)的整體協(xié)同能力及效益，推動整個行業(yè)的升級。

2 項目案例

長春市城市軌道交通2 號線工程（一期工程和西延線工程）是國內(nèi)第一個采用裝配式工法的地鐵線路，其中建設(shè)廣場站、西環(huán)城路站、興隆堡站、雙豐站、西湖站、汽車公園站采用裝配式工法進(jìn)行設(shè)計、施工。本文以汽車公園站（西延線工程）為案例，以Revit 軟件為BIM 設(shè)計平臺，詳細(xì)說明裝配式車站汽車公園站（BIM 模型見圖1 所示）電梯BIM 設(shè)計的整個過程。

圖1 汽車公園站主體BIM 模型Figure1 BIM model of car park subway station

2.1 建立項目瀏覽器及視圖樣板

（1）項目瀏覽器設(shè)置

項目瀏覽器包含如下內(nèi)容：設(shè)計平臺、出圖平臺、提資平臺、收資平臺和圖紙、族、組等設(shè)置。

設(shè)計平臺為設(shè)計師提供建模的平臺，視圖設(shè)置傾向于建模效率和建模的準(zhǔn)確性。設(shè)計平臺又分為平面和三維，平面中含車站各層平面布置圖，三維為車站整體三維視圖。

出圖平臺為對設(shè)計平臺中模型內(nèi)容進(jìn)行位置、尺寸、文字注釋標(biāo)注的平臺。 出圖平臺又分為平面及鏈接CAD 圖， 平面含各層平面布置圖， 鏈接CAD 圖為CAD 圖紙在Revit 中所出的圖。 電梯的出圖平臺分為電梯設(shè)備布置圖總圖、 電梯剖面圖、井道平面布置圖（包括頂部、基坑的平面布置圖和各向視圖）。

提資平臺為提給相關(guān)專業(yè)的視圖，視圖中只包含相關(guān)專業(yè)所需要的模型內(nèi)容；收資平臺為其他相關(guān)專業(yè)提給本專業(yè)的視圖。

圖紙部分為所要出具二維圖紙的視圖列表，列表中含圖紙編號和視圖名稱。族為整個項目中所用到的設(shè)備族（電梯族）、注釋族、標(biāo)記族、圖框族等的集合。

（2）視圖樣板

視圖樣板主要包括：設(shè)計-平面、設(shè)計-三維、設(shè)計-剖面、出圖-平面、出圖-剖面、出圖-大樣、出圖-系統(tǒng)。視圖樣板分別對應(yīng)設(shè)計、出圖、提資、收資平臺中相關(guān)視圖。

2.2 設(shè)計觀光電梯族文件

觀光電梯整體為設(shè)備族，如圖2 所示。 電梯的轎廂、呼叫盒等為附件族，尺寸標(biāo)注、文字說明等注釋族，此外還有圖框族等。

圖2 觀光電梯族Figure2 Sightseeing elevator family

構(gòu)件庫（族庫）中所有族均由幾何模型及信息兩個部分組成。幾何模型和信息的創(chuàng)建及設(shè)置應(yīng)根據(jù)相關(guān)需求，以適用性為原則，分為不同模型深度等級和信息粒度，避免族文件的過度精細(xì)而增加成本。 觀光電梯整體族文件提供給建筑專業(yè)，建筑專業(yè)根據(jù)車站整體情況進(jìn)行布置，并符合相關(guān)規(guī)范要求。 觀光電梯提供吊鉤和預(yù)埋鋼板載荷給結(jié)構(gòu)專業(yè)，結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)載荷要求進(jìn)行核算。

2.3 添加族非幾何參數(shù)

觀光電梯族建立完成后，需要添加電梯的非幾何參數(shù)。非幾何參數(shù)包含設(shè)備名稱、設(shè)備編號、提升高度、安裝位置、單位、數(shù)量、電機功率、材質(zhì)等。 具體見表1。

表1 觀光電梯設(shè)備非幾何參數(shù)表Table1 Table of non geometric parameters of sightseeing elevator equipment

2.4 相關(guān)專業(yè)接口與注意事項

裝配式車站的電梯不同于普通車站，站廳層不設(shè)置吊頂，因站內(nèi)垂直電梯需要接2 路內(nèi)徑40mm的鋼管來布置電梯通訊電纜，因此需要在裝修面下預(yù)埋鋼管，連通到墻壁，鋼管需要有拉絲。觀光電梯模型和觀光電梯站廳層通訊電纜布置模型分別如圖3 和圖4 所示。

圖3 汽車公園站觀光電梯模型Figure3 Sightseeing elevator model of car park subway station

圖4 汽車公園站觀光電梯站廳層通訊電纜布置模型Figure4 Communication cable layout model of sightseeing elevator station hall floor in car park subway station

2.5 BIM 出圖

電梯專業(yè)初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段出圖主要包含封面、目錄、說明、平面布置圖、向視圖、基坑受力圖等。電梯專業(yè)初步設(shè)計出圖圖紙目錄和電梯專業(yè)施工設(shè)計出圖圖紙目錄表分別如表2 和表3 所示。

表2 電梯專業(yè)初步設(shè)計出圖圖紙目錄Table2 List of preliminary design drawings of elevator discipline

表3 電梯專業(yè)施工設(shè)計出圖圖紙目錄表Table3 List of drawings for construction design of elevator discipline

電梯專業(yè)施工圖階段車站大樣圖主要包括：上下水平段與土建接口的大樣圖、吊鉤大樣圖、預(yù)埋鋼板大樣圖。

電梯專業(yè)施工圖明細(xì)表主要包括設(shè)備材料表和預(yù)留、預(yù)埋表。 其中設(shè)備材料表中應(yīng)包含以下幾列：設(shè)備名稱、設(shè)備編號、提升高度、安裝位置、單位、數(shù)量、電機功率及備注等。

3 結(jié)語

BIM 概念的提出至今已經(jīng)有20 多年的時間，城市軌道交通BIM 應(yīng)用也有10 多年的時間。 從業(yè)主、 設(shè)計院到施工單位， 各相關(guān)方也在積極應(yīng)用BIM 技術(shù)以完成軌道交通工程領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過長春市軌道交通2 號線工程、杭州地鐵1 號線蕭山機場站、 長春市城市軌道交通6 號線工程、深圳市城市軌道交通12 號線工程等項目應(yīng)用BIM技術(shù)后總結(jié)發(fā)現(xiàn)，BIM 技術(shù)在可視化、協(xié)同性、模擬性、實時優(yōu)化等方面有絕對優(yōu)勢。 同時，因各家業(yè)主、 設(shè)計院、 施工單位的BIM 技術(shù)掌握的程度不同、使用的BIM 平臺也有一定差異，這就使BIM 的協(xié)同性不能有效發(fā)揮出來，在一定程度上制約了工程全生命周期應(yīng)用BIM 技術(shù)。 但筆者相信， 隨著BIM 技術(shù)的不斷發(fā)展和項目管理方式不斷創(chuàng)新，這些難點和問題都將得到有效解決。

本文以長春市城市軌道交通2 號線裝配式地鐵車站工程為例， 將BIM 技術(shù)應(yīng)用于站內(nèi)電梯的整個設(shè)計過程，通過專業(yè)界面對不同車站和普通車站的設(shè)計要求進(jìn)行說明，從而完善裝配式車站電梯的BIM 設(shè)計方案， 為今后BIM 技術(shù)在地鐵車站電梯設(shè)計中的應(yīng)用提供可靠的技術(shù)路線。通過整個項目的深入實踐， 可以發(fā)現(xiàn)BIM 技術(shù)和裝配式建在標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、全面協(xié)同、樣本需求定制、施工仿真等諸多方面相輔相成。兩種技術(shù)的深度融合將有利于軌道交通工程建設(shè)的數(shù)字化和智能化發(fā)展。