BIM技術在工程設計中的運用(3篇)
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摘要:首先針對BIM技術的概念進行闡述，并在此基礎上就BIM技術當前在我國的使用情況進行論述，并詳細探討了基于BIM技術的建筑工程設計管理內容，最后就BIM技術在建筑工程設計管理中的實現方法提出了相應的看法。
關鍵詞:BIM技術；建筑工程；設計管理
在建筑工程設計管理過程當中，合理使BIM技術可以處理建筑結構設計遇到的許多難題。BIM技術在開展建筑工程設計管理時可以讓管理流程大幅度簡化，管理路徑得到大幅度壓縮，實現信息共享，消除信息割裂，提升設計管理的效率。
1BIM
概述BIM是英文BuildingInformationModel的縮寫，其含義為“建筑信息模型”。人們提到的BIM技術，實際上指的是把建筑工程項目當中的基本框架當作設計元素，把描繪框架元素的幾何數據、材料信息、物理特點等一系列信息有機組合起來，構成一個建筑系統綜合信息數據庫。建筑框架當中的全部數據信息都將存儲在這一數據庫當中，并由這個數據庫建立起建筑工程項目對應的數據模型。建筑工程施工企業為了可以更好地開展工作，可以針對數據庫進行信息的提取、插入、更新、編輯等操作。模型當中各部分的數據信息并非是獨立的信息個體，它們彼此之間還存在有邏輯關系與空間關系，以此來作為BIM模型這一虛擬化數字建筑工程構成部分，共同組成了完整的、有層次性的建筑工程數據系統[1]。BIM技術已經逐漸成為我國建筑工程設計管理工作信息的橋梁，給傳統建筑工程設計方式帶來了更加科學合理的信息數據與設計管理新概念，在建筑工程設計管理工作中發揮著越來越重要的作用，顯著提升了建筑工程的整體水平。
2BIM技術應用
在我國，大型建筑工程設計單位已經開始關注BIM技術在建筑工程設計管理當中的使用。國內的一些大型建筑工程設計院已經針對BIM技術對員工開展了專項培訓，并組建了自己的BIM技術隊伍。為了解決當前我國BIM技術人員匱乏的問題，BIM技術的咨詢服務、BIM技術的教育服務相繼出現。近幾年，越來越多的建筑工程項目的參與者、建筑工程方面的專家學者都對BIM技術產生了濃厚的興趣。但值得注意的是，我國BIM技術在發展過程中依然存在很多問題，例如:在BIM技術發展前期，成本投入過大。這些成本投入涵蓋有軟件投入、硬件投入、人才培養投入等。BIM技術的使用效果無法在很短的時間內達到預期的要求，存在投資回報過低的現象。在使用BIM技術前應對設計人員進行指導，這是因為在建筑工程設計當中信息技術和BIM技術是相互依存的。BIM技術目前已經進入到了建筑工程設計的核心環節。我國現代建筑設計水平的提高必須依托于BIM技術的應用。為了讓BIM技術更好地滿足建筑工程設計的要求，可以對BIM技術進行革新，繞開技術障礙，彰顯其BIM技術。為了讓BIM技術能夠更好地使用于建筑工程設計管理，我國建筑設計單位必須做好以下幾個方面的工作:首先,在BIM技術與計算機設備相互兼容的前提下，保障BIM技術在建筑工程設計管理中的使用頻率,達到提升技術人員工作效率的目的。其次,為了能夠讓建筑工程設計管理變得科學化和合理化，在采用BIM技術的過程中,應增強BIM技術信息數據和建筑工程設計標準的管理，并且為重要文件的權限設立和技術管理平臺提供技術上的支持。
3使用BIM技術的建筑工程設計管理
3.1優化設計
建筑設計單位需要關注BIM技術設計流程。優化及BIM技術設計組織建設。這種做法能夠讓建筑設計單位更好地開展建筑工程的設計活動。
3.2管理要素
在建筑工程進入到整體設計階段時，BIM模型的作用是將建筑結構、給排水系統、電氣工程、暖通工程進行結合。BIM整體設計模型需要分析相關的專業結果,例如,建筑工程設計當中的碰撞檢查、ELV專項分析、重要區域凈空分析、建筑工程管線結構分析、預留洞位置校驗等，便能夠得到相關的專業報告。將這些分析報告進行綜合整理，便能夠形成專業的BIM設計模型[2]。
3.3管理平臺
建筑設計單位需要做的是對建筑工程當中網絡設計的有關數據進行安全管理，對文件的訪問權限進行設置，并對文件管理平臺的建設給予高度的關注，科學選擇和使用文件管理平臺。
4實現途徑
為了能夠完成建筑工程專業間的合作設計，在建筑工程項目的準備階段，建筑設計單位需要對BIM技術設計信息交流平臺進行確認，所涉及到的每一個專業都必須在這個平臺上進行設計內容的共享和交流。接下來，建設工程設計單位需要確定開展協同設計需要什么樣的硬件和軟件，選出科學、合理的三維設計軟件開展BIM模型的設計工作。建筑工程各專業在自己長期使用、操作熟練的軟件操作頁面下進行專業設計樣板的制作，完成建筑工程項目設計的所有前期準備工作。在建筑工程中，開展協同設計的重點是實現各專業信息資源的共享，各專業要把自己對應的專業信息分享到指定的建筑工程專業設計交流平臺上，每一個專業的設計人員都可以在共享平臺上進行最新模型資料的閱讀，這樣做才能滿足人們對于建筑多樣化的要求。
5結語
建筑工程設計是否科學合理，建筑工程施工進度是否符合要求，建筑工程施工在經濟上是否做到了優化，都是建筑工程設計管理中十分重要的內容。長期以來，我國建筑工程設計單位都是憑借貫標體系開展管理與控制的。這種管理形式因為技術手段匱乏，絕大多數停留在形式主義這一層面。但是BIM技術讓建筑工程的設計管理，憑借互聯網網絡中的相關程序傳達到建筑工程項目設計階段的每一個模型之中。建筑設計單位可以建設獨立的樣本文件、出圖樣板等標準化文件，把技術管理的相關要求放置其中，由此作為模型建立的重要理論依據，保障所有建筑工程設計項目的技術要求呈相對一致的狀態。
參考文獻:
[1]易曉園,劉釩穎.基于BIM技術的建筑工程設計管理[J].經營管理者,2014(34):360.
[2]尚其偉.基于BIM的建筑工程設計管理初步研究[J].居業,2015(18):39-40.
作者：蔡志生 單位：聯發集團有限公司
第二篇：鐵路信號工程設計中BIM技術的應用
摘要：鐵路信號設計采用傳統二維設計方式容易出現“錯、漏、碰、缺”等問題。利用BIM技術建立信息化模型庫，實現信號專業的碰撞檢查及設計合理性檢查。分析信號專業傳統二維設計存在問題的原因，從實現三維可視化和精確定位、實現碰撞、遮擋綜合檢查以及管線徑路合理布置方面驗證采用BIM技術可展現信號設計優勢；從交付成果可視化和碰撞、遮擋綜合檢查方面分析BIM技術在信號工程設計中價值和意義。
關鍵詞：BIM技術；鐵路信號；工程設計；信息化技術；模型庫
0引言
隨著信息化技術的不斷發展，鐵路基建行業的設計方式隨之改變。鐵路信號設計需要與站場、線路、橋梁、隧道等多專業協同設計，采用傳統的二維設計方式，容易出現“錯、漏、碰、缺”等問題[1]。因此，采用BIM技術建立完善的信息化模型庫，利用信息化技術實現信號專業的碰撞檢查、設計合理性檢查，并與其他專業進行協同設計以減少設計失誤尤為重要[2]。利用信息化技術的可傳遞性，實現模型數據在設計、施工、運維過程中的有效傳遞和共享，將設計單位、施工單位、設備廠家有機結合，可增強圖紙設計和基建施工過程的準確性，提高運維管理水平[3]。
1傳統二維設計存在的問題
現階段鐵路信號工程設計主要基于CAD繪圖軟件，交付成果以平面圖紙及相關說明文件為主，幾乎全部采用二維交付模式。雖然在設計過程中嚴格采用統一的繪圖標準和注釋說明，并在設計過程中采用基于CAD二次開發的計算機輔助軟件來提高設計效率，以減少人為操作錯誤。但在基于二維的設計過程中，最終交付的設計成果只能以顏色、線型、圖標、圖塊及說明文字等抽象信息表達[4]。以這種方式交付存在因理解與判斷的差異，造成設計人員之間、設計方與業主方之間、設計方與施工方之間、施工方與業主方之間理解偏差，導致設計、施工、運維等過程中出現“錯、漏、碰、缺”等問題，這些問題主要反映在以下2個方面：（1）目前，信號專業的圖紙設計多以圖形符號代表具體設備，圖紙中僅反映設備相對于信號樓的位置，或設備里程值，并沒有反映信號設備限界等問題。圖紙設計時，設計人員遵照設計規范，通過站場圖的簡要輪廓及個人經驗進行設計，存在許多不確定因素。如信號設備布置的實際距離是否滿足規范；設備限界是否滿足限界條件；信號顯示設備顯示距離是否滿足要求；信號顯示是否存在遮擋等問題。這些問題關系到鐵路運行安全，而現有的二維圖紙無法給出直觀體現，一旦在施工中發現問題，需要重新調整造成設計返工。（2）由于信號設備需要采用電纜、光纜連接，站內和區間的電纜排布徑路設計工作量大，同時還需兼顧隧道區段與橋梁區段的電纜管線和站內電纜管線設計原則，兼顧與其他專業電纜、水井的隔離保護等，無法通過二維圖紙解決，時常出現管線徑路設計與實際情況不符，需要設計人員趕到現場進行協調和重新布設管線徑路，影響施工進度。
2BIM技術信號設計優勢
針對鐵路信號工程項目，采用BIM技術進行設計、模擬施工和運維具有明顯優勢。在信號專業BIM模型設計過程中，針對不同種類、不同型號的設備采用分別建模方法，結合設計規范及設備生產廠家提供的相關資料進行設計，將設備翻模轉化為三維空間模型，再通過BIM技術，將模型放置到線路對應的位置上，實現三維可視化設計。在設計過程中可發現很多隱藏的問題，這些問題往往不涉及規范，但與專業配合緊密相關，傳統的單一專業審校很難發現。與傳統的二維設計相比，采用BIM技術的設計優勢主要體現在以下2個方面。
2.1可實現三維可視化和精確定位
現有的信號工程設計中，信號專業設計交付件為二維成果的信號平面圖和雙線圖等，圖紙中僅以坐標或里程位置標注，線路位置以圖形位置示意為主，并不直觀，而在施工中出現很多信號設備外緣侵入到線路限界，或設備外緣限界不能滿足要求等問題。采用BIM技術后，站前專業先期開展對站場、線路、橋梁、隧道、路基等地理建模，可將站前工程施工完成后的整體效果呈現出來。這種直觀表達效果對站后專業開展設計極為有利，可對設備模型精確定位（見圖1）。設備模型的尺寸數據精確，布設時可直觀看到模型與線路的位置、角度等關系，避免了設備侵限等問題。
2.2可實現碰撞、遮擋綜合檢查及管線徑路合理布置
采用BIM技術設計可有效解決碰撞、顯示遮擋及管線徑路選擇等問題。由于現有二維圖紙是以各專業為單體獨立開展設計，所設計的圖紙往往只能反映本專業的設備及管線布設情況，而各專業間的系統協同設計并未有明確的集成圖紙，施工中經常出現各專業、各系統間的碰撞與遮擋。如信號與接觸網、通信、電力、橋梁、隧道等多個專業都具有碰撞和遮擋的可能性。利用BIM技術可實現設備的模型化，在站前工程BIM設計成果基礎上開展站后多專業協同設計，及時發現設計過程中的碰撞、遮擋問題。利用BIM技術的設計靈活性，可對出現問題的工點及時進行修正，保證最終交付成果的設計合理性、安全性、合規性和準確性，減少設計返工，降低設計成本，有效避免工期延誤。
3BIM技術在信號工程設計中價值和意義
3.1交付成果可視化
根據信號專業設備的特點，將涉及到的所有設備，采用BIM技術平臺進行翻模，組建模型庫。如信號機模型庫（見圖2）。一方面方便設計單位調用相關模型；另一方面增強設計成果交付價值。設計單位采用BIM技術將三維可視化設計成果交給施工單位，施工單位按照統一的交付標準接收，繼而開展施工。交付成果的可視化極大降低了從設計到施工中出現的紕漏，同時也可對出現的問題進行及時修正，降低返工設計成本。此外，采用BIM技術完成的設計成果能夠在虛擬系統中為設備模型附加屬性，使設備特性及安裝須知一目了然。同時，也在最大程度上展現單系統與多系統、單專業與多專業之間的關系。
3.2碰撞、遮擋綜合檢查
在鐵路信號工程中，設備的碰撞、遮擋檢查尤為重要，主要包括對專業內部設備的碰撞檢查、專業之間的碰撞檢查、顯示設備的遮擋檢查、電氣設備所處位置的安全凈距離檢查等。專業內部的碰撞檢查主要考慮信號專業自身設備在設計中，其設計位置是否存在重疊或因尺寸問題造成空間不足等問題；專業之間的碰撞檢查主要考慮信號專業設備是否與其他專業設備設施發生碰撞；信號顯示設備遮擋檢查主要針對信號機設備；信號專業電氣設備安全凈距離檢查則是考慮信號設備所處位置是否滿足電氣特性要求的安全凈距離。采用BIM技術可有效地對設備的碰撞、遮擋進行檢查，減少設計過程中存在的問題及隱患，并可及時進行修正，保障設計交付成果正確指導施工。
4結束語
分析信號專業二維設計中存在的不足，探討采用BIM技術在工程設計中的優勢和應用價值及意義，采用BIM技術對鐵路信號工程開展深化設計和精確建模。通過三維模擬技術，全面檢查和系統優化，實現精確化設計，有效提高施工效率，減少返工導致的材料和人力浪費，對縮短工期、降低工程造價和提高工程質量有重要意義。
5參考文獻
[1]劉占省，趙雪峰.BIM技術與施工項目管理[M].北京：中國電力出版社，2015.
[2]劉厚強，易旭鵬，朱聰.基于BIM的三維鐵路路基建模應用研究[J].鐵道標準設計，2015(7)：20-23.
[3]盧祝清.BIM在鐵路建設項目中的應用分析[J].鐵道標準設計，2011(10)：4-7.
[4]李海濤．基于BIM的建筑工程施工安全管理研究[D].鄭州：鄭州大學，2014.
作者：車爽
第三篇：橋梁工程設計及施工中BIM技術的運用
摘要:近幾年，BIM技術在國內不斷地推廣，更多的橋梁項目運用到了BIM技術，以此來輔助橋梁設計與施工人員更好的完成橋梁的設計與施工。將BIM技術運用到橋梁工程中，能大幅降低橋梁施工中的安全隱患;有效提高橋梁的工程質量;提高項目的經濟效益。文章主要研究了BIM技術的核心建模軟件和BIM技術在橋梁設計、施工中的應用，以期為現代橋梁建設提供一些有價值的參考。
關鍵詞:橋梁工程；BIM技術；設計階段；施工階段
1BIM基本概念及發展現狀
1．1BIM基本概念
建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management，BIM)是一種實現建設項目的物理功能特性的數字描述和管理的新型技術，它的目標是建立從項目論證開始，到建筑設計、施工、運用維護，直至最終拆除的全生命周期數據庫，并實現項目數據的共享和運用。BIM技術的推廣被看成CAD技術的普及運用后的又一次意義重大的革新。從長遠看，BIM技術必將引領建筑信息化的發展潮流，從各個方面很大程度的提高土木工程信息集成化的程度。
1．2BIM國內外發展現狀
(1)國外發展現狀。BIM的起源地是美國，在北美，有超過一半的建筑行業使用者BIM，或者BIM的相關技術軟件，而經過資料的對比，在北美地區BIM的使用率比之前兩增加了75%左右。BIM應用始于美國，美國總務管理局于2003年推出了國家3D－4D－BIM計劃，并陸續了系列BIM指南。美國聯邦機構美國陸軍工程兵團在2006年制定并了一份15年(2006－2020年)的BIM路線圖。還有很多大學或則相關機構都致力于工程項目的信息化研宄，由此可見BIM在北美的研究應用還是比較深入廣泛的。由于BIM性能的強大，在歐洲、日本等發達國家也被業內人士認可，并得到了廣泛的運用。Autodesk公司突出的Revit系列軟件為代表的建筑信息模型軟件模型，在各個發達國家正在以很快的速度普及在各個領域，并且在許多工程中的到了廣泛的運用。(2)國內發展現狀。由國內外的調查資料得出:在中國，BIM技術只是出于宣傳和科普階段，廣大業界人士只是知道這一門技術或者解除了一些基本的操作，還未被廣泛運用到工程實際操作中，同時，也說明對于BIM的技術研發也還處于一個起步階段，并沒有在國內形成很完善的系統。業界人士對于BIM技術也只有一個模糊的概念或者僅有本專業的理論知識，在實踐方面都或多或少的有些欠缺。BIM技術在我國有許多方面的問題，不論是技術還是經濟，不論是管理還是法律，這些問題都亟待解決。
2BIM技術在橋梁工程中的運用
2．1BIM技術在橋梁設計階段的主要運用
(1)前期設計。橋梁工程在進行設計建設的時候需要將業主方、設計方、施工方等參與進來的單位的意見集合統一起來，然后決定最后的建設方案。由于各個單位的專業水平不同，在前期設計階段，設計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業主單位，從而達到意見的統一的難度大大增加。然而，利用BIM技術的特性，我們可以將設計項目進行參數化、信息化和數字化的三維建模，從而將設計項目更直觀的表現在設計方和業主單位眼前，使前期設計方案的選擇高效快捷。(2)后期設計。后期設計階段的任務就是對前期設計的BIM模型進行各種審核和驗算，看這個模型是否能夠達到規范要求，同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設中，對于各種指標的要求比較高，為了提高設計質量，利用BIM模型能夠使設計人員更好的完成設計結果測試，及時發現設計問題并做相應的調整。在用BIM建模的過程中，我們在檢驗的時候能有效及時的發現我們建模時的錯誤與瑕疵，這樣做能防止施工時發生錯誤，對整個工程造成重大損失。后期設計的基礎是前期設計的BIM模型，在此模型上進行進一步的修改和細化，從而達到設計要求。在采用BIM軟件進行校核時，能同時生成分析柏高，根據報告我們能發現問題，然后再進行修改、建模，反復這個過程，知道達到技術指標。
2．2BIM技術在橋梁施工階段的應用
(1)數字信息化施工。運用數字信息化手段可以預制橋梁結構，然后通過工廠化的生產制造手段防控施工中的各種不利因素，以確保構件質量達標，同時進一步橋體施工周期，提高效益。(2)施工模擬。運用BIM技術的4D橋梁施工模擬技術，我們可以模擬出施工過程，編寫科學合理的施工組織計劃，實現場地資源配置優化，這樣在實際施工過程中，能有效的控制全橋的施工過程和進度，從而使整個工程質量提高，同時更加的節約陳本，提升經濟效益。(3)安全數據信息管理。BIM技術的橋梁安全數據信息管理平臺能夠管理施工過程中的關鍵數據，以BIM為平臺進行共享，讓各個單位能清楚明確橋梁施工過程中的安全信息，能幫助制定更加合理的施工組織方案，有效的避免因完全信息不全或滯后所引起的安全事故。
2．3物料設備管理
BIM技術的橋梁信息模型能夠有效的彌補使用RFID技術只能識別一部分信息，無法掌握全橋施工過程的缺陷，使得設備管理更加完善。
2．4協同作業
協同作業是BIM技術的又一強大功能的運用，通過協同協同作業，各個單位能將除設計之外的各種設計文件、管理方案、等進行共享，從而使各個單位之間文件的流通方便快捷，各單位間也能更加清楚工程項目的安排、進度和管理，保證施工過程的合理化，從而使施工能夠更加高效的進行。BIM技術不僅在施工領域發揮巨大的作用，并且對提高設計、運營領域的效率、節約成本也將起到積極的推動作用。
3存在的問題
在國內，各個行業對于BIM成果的驗收并沒有統一的技術標準，另外，大部分設計院自身內部沒有明顯的BIM技術的標準。BIM技術在國內的普及與成熟大遠不及歐美等發達國家，這使得在國外軟件的設計與國內的現實情況相悖的時候，國內并沒有足夠的研發能力去研發新的核心軟件，從而使工程的設計模型不能達到預期效果，對設計造成阻礙。因為運用BIM技術去完成項目，不可避免的會有很多不同行業共同參與到建模過程中，那么就需要一個共同的規范去管理這些不同專業的模型，從而達到模型的有效傳遞，使模型傳遞過程中保持它的完整性和可讀性。
4結論與展望
BIM技術作為橋梁工程中的新興技術，相較于AutoCAD、MIDAS、橋梁博士之類的我們都耳熟能詳的軟件，對于大多數人來說是陌生的。在橋梁工程這塊領域，主流的作圖計算軟件還是AutuCAD與MIDAS之類的軟件。BIM作為一款功能強大的軟件是被很多人期許的，他的優點有很多，而且能將一個工程的各個部分集合到一個模型上，直觀的表現出設計施工的效果，可閱讀性大大的增強，并且能直觀的展現出設計缺陷和各個部分設計之間的沖突，方便驗收和修改。BIM沒被廣泛運用到橋梁工程的原因還有，他的許多研究計算的地方還不夠完善，這使得很多計算也只能依賴其他軟件，使得BIM相對比較雞肋。但是，我相信，是金子總會發光的，在主流環境和國家的大力推廣運用下，BIM這項技術將會有巨大的發展，總有一天他將會取代其他軟件成為主流。
參考文獻
［1］劉智敏，王英，孫靜，等．BIM技術在橋梁工程設計階段的應用研究［J］．北京交通大學學報，2015(06)．
［2］何關培．BIM和BIM相關軟件［J］．土木建筑工程信息技術，2010(04)．
作者：唐曉 單位：重慶交通大學土木工程學院