BIM技术在工程设计中的运用(3篇)

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第一篇：基于bim技术的建筑工程设计管理研究

摘要:首先针对BIM技术的概念进行阐述，并在此基础上就BIM技术当前在我国的使用情况进行论述，并详细探讨了基于BIM技术的建筑工程设计管理内容，最后就BIM技术在建筑工程设计管理中的实现方法提出了相应的看法。

关键词:BIM技术；建筑工程；设计管理

在建筑工程设计管理过程当中，合理使BIM技术可以处理建筑结构设计遇到的许多难题。BIM技术在开展建筑工程设计管理时可以让管理流程大幅度简化，管理路径得到大幅度压缩，实现信息共享，消除信息割裂，提升设计管理的效率。

1BIM

概述BIM是英文BuildingInformationModel的缩写，其含义为“建筑信息模型”。人们提到的BIM技术，实际上指的是把建筑工程项目当中的基本框架当作设计元素，把描绘框架元素的几何数据、材料信息、物理特点等一系列信息有机组合起来，构成一个建筑系统综合信息数据库。建筑框架当中的全部数据信息都将存储在这一数据库当中，并由这个数据库建立起建筑工程项目对应的数据模型。建筑工程施工企业为了可以更好地开展工作，可以针对数据库进行信息的提取、插入、更新、编辑等操作。模型当中各部分的数据信息并非是独立的信息个体，它们彼此之间还存在有逻辑关系与空间关系，以此来作为BIM模型这一虚拟化数字建筑工程构成部分，共同组成了完整的、有层次性的建筑工程数据系统[1]。BIM技术已经逐渐成为我国建筑工程设计管理工作信息的桥梁，给传统建筑工程设计方式带来了更加科学合理的信息数据与设计管理新概念，在建筑工程设计管理工作中发挥着越来越重要的作用，显著提升了建筑工程的整体水平。

2BIM技术应用

在我国，大型建筑工程设计单位已经开始关注BIM技术在建筑工程设计管理当中的使用。国内的一些大型建筑工程设计院已经针对BIM技术对员工开展了专项培训，并组建了自己的BIM技术队伍。为了解决当前我国BIM技术人员匮乏的问题，BIM技术的咨询服务、BIM技术的教育服务相继出现。近几年，越来越多的建筑工程项目的参与者、建筑工程方面的专家学者都对BIM技术产生了浓厚的兴趣。但值得注意的是，我国BIM技术在发展过程中依然存在很多问题，例如:在BIM技术发展前期，成本投入过大。这些成本投入涵盖有软件投入、硬件投入、人才培养投入等。BIM技术的使用效果无法在很短的时间内达到预期的要求，存在投资回报过低的现象。在使用BIM技术前应对设计人员进行指导，这是因为在建筑工程设计当中信息技术和BIM技术是相互依存的。BIM技术目前已经进入到了建筑工程设计的核心环节。我国现代建筑设计水平的提高必须依托于BIM技术的应用。为了让BIM技术更好地满足建筑工程设计的要求，可以对BIM技术进行革新，绕开技术障碍，彰显其BIM技术。为了让BIM技术能够更好地使用于建筑工程设计管理，我国建筑设计单位必须做好以下几个方面的工作:首先,在BIM技术与计算机设备相互兼容的前提下，保障BIM技术在建筑工程设计管理中的使用频率,达到提升技术人员工作效率的目的。其次,为了能够让建筑工程设计管理变得科学化和合理化，在采用BIM技术的过程中,应增强BIM技术信息数据和建筑工程设计标准的管理，并且为重要文件的权限设立和技术管理平台提供技术上的支持。

3使用BIM技术的建筑工程设计管理

3.1优化设计

建筑设计单位需要关注BIM技术设计流程。优化及BIM技术设计组织建设。这种做法能够让建筑设计单位更好地开展建筑工程的设计活动。

3.2管理要素

在建筑工程进入到整体设计阶段时，BIM模型的作用是将建筑结构、给排水系统、电气工程、暖通工程进行结合。BIM整体设计模型需要分析相关的专业结果,例如,建筑工程设计当中的碰撞检查、ELV专项分析、重要区域净空分析、建筑工程管线结构分析、预留洞位置校验等，便能够得到相关的专业报告。将这些分析报告进行综合整理，便能够形成专业的BIM设计模型[2]。

3.3管理平台

建筑设计单位需要做的是对建筑工程当中网络设计的有关数据进行安全管理，对文件的访问权限进行设置，并对文件管理平台的建设给予高度的关注，科学选择和使用文件管理平台。

4实现途径

为了能够完成建筑工程专业间的合作设计，在建筑工程项目的准备阶段，建筑设计单位需要对BIM技术设计信息交流平台进行确认，所涉及到的每一个专业都必须在这个平台上进行设计内容的共享和交流。接下来，建设工程设计单位需要确定开展协同设计需要什么样的硬件和软件，选出科学、合理的三维设计软件开展BIM模型的设计工作。建筑工程各专业在自己长期使用、操作熟练的软件操作页面下进行专业设计样板的制作，完成建筑工程项目设计的所有前期准备工作。在建筑工程中，开展协同设计的重点是实现各专业信息资源的共享，各专业要把自己对应的专业信息分享到指定的建筑工程专业设计交流平台上，每一个专业的设计人员都可以在共享平台上进行最新模型资料的阅读，这样做才能满足人们对于建筑多样化的要求。

5结语

建筑工程设计是否科学合理，建筑工程施工进度是否符合要求，建筑工程施工在经济上是否做到了优化，都是建筑工程设计管理中十分重要的内容。长期以来，我国建筑工程设计单位都是凭借贯标体系开展管理与控制的。这种管理形式因为技术手段匮乏，绝大多数停留在形式主义这一层面。但是BIM技术让建筑工程的设计管理，凭借互联网网络中的相关程序传达到建筑工程项目设计阶段的每一个模型之中。建筑设计单位可以建设独立的样本文件、出图样板等标准化文件，把技术管理的相关要求放置其中，由此作为模型建立的重要理论依据，保障所有建筑工程设计项目的技术要求呈相对一致的状态。

参考文献:

[1]易晓园,刘钒颖.基于BIM技术的建筑工程设计管理[J].经营管理者,2014(34):360.

[2]尚其伟.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[J].居业,2015(18):39-40.

作者：蔡志生 单位：联发集团有限公司

第二篇：铁路信号工程设计中BIM技术的应用

摘要：铁路信号设计采用传统二维设计方式容易出现“错、漏、碰、缺”等问题。利用BIM技术建立信息化模型库，实现信号专业的碰撞检查及设计合理性检查。分析信号专业传统二维设计存在问题的原因，从实现三维可视化和精确定位、实现碰撞、遮挡综合检查以及管线径路合理布置方面验证采用BIM技术可展现信号设计优势；从交付成果可视化和碰撞、遮挡综合检查方面分析BIM技术在信号工程设计中价值和意义。

关键词：BIM技术；铁路信号；工程设计；信息化技术；模型库

0引言

随着信息化技术的不断发展，铁路基建行业的设计方式随之改变。铁路信号设计需要与站场、线路、桥梁、隧道等多专业协同设计，采用传统的二维设计方式，容易出现“错、漏、碰、缺”等问题[1]。因此，采用BIM技术建立完善的信息化模型库，利用信息化技术实现信号专业的碰撞检查、设计合理性检查，并与其他专业进行协同设计以减少设计失误尤为重要[2]。利用信息化技术的可传递性，实现模型数据在设计、施工、运维过程中的有效传递和共享，将设计单位、施工单位、设备厂家有机结合，可增强图纸设计和基建施工过程的准确性，提高运维管理水平[3]。

1传统二维设计存在的问题

现阶段铁路信号工程设计主要基于CAD绘图软件，交付成果以平面图纸及相关说明文件为主，几乎全部采用二维交付模式。虽然在设计过程中严格采用统一的绘图标准和注释说明，并在设计过程中采用基于CAD二次开发的计算机辅助软件来提高设计效率，以减少人为操作错误。但在基于二维的设计过程中，最终交付的设计成果只能以颜色、线型、图标、图块及说明文字等抽象信息表达[4]。以这种方式交付存在因理解与判断的差异，造成设计人员之间、设计方与业主方之间、设计方与施工方之间、施工方与业主方之间理解偏差，导致设计、施工、运维等过程中出现“错、漏、碰、缺”等问题，这些问题主要反映在以下2个方面：（1）目前，信号专业的图纸设计多以图形符号代表具体设备，图纸中仅反映设备相对于信号楼的位置，或设备里程值，并没有反映信号设备限界等问题。图纸设计时，设计人员遵照设计规范，通过站场图的简要轮廓及个人经验进行设计，存在许多不确定因素。如信号设备布置的实际距离是否满足规范；设备限界是否满足限界条件；信号显示设备显示距离是否满足要求；信号显示是否存在遮挡等问题。这些问题关系到铁路运行安全，而现有的二维图纸无法给出直观体现，一旦在施工中发现问题，需要重新调整造成设计返工。（2）由于信号设备需要采用电缆、光缆连接，站内和区间的电缆排布径路设计工作量大，同时还需兼顾隧道区段与桥梁区段的电缆管线和站内电缆管线设计原则，兼顾与其他专业电缆、水井的隔离保护等，无法通过二维图纸解决，时常出现管线径路设计与实际情况不符，需要设计人员赶到现场进行协调和重新布设管线径路，影响施工进度。

2BIM技术信号设计优势

针对铁路信号工程项目，采用BIM技术进行设计、模拟施工和运维具有明显优势。在信号专业BIM模型设计过程中，针对不同种类、不同型号的设备采用分别建模方法，结合设计规范及设备生产厂家提供的相关资料进行设计，将设备翻模转化为三维空间模型，再通过BIM技术，将模型放置到线路对应的位置上，实现三维可视化设计。在设计过程中可发现很多隐藏的问题，这些问题往往不涉及规范，但与专业配合紧密相关，传统的单一专业审校很难发现。与传统的二维设计相比，采用BIM技术的设计优势主要体现在以下2个方面。

2.1可实现三维可视化和精确定位

现有的信号工程设计中，信号专业设计交付件为二维成果的信号平面图和双线图等，图纸中仅以坐标或里程位置标注，线路位置以图形位置示意为主，并不直观，而在施工中出现很多信号设备外缘侵入到线路限界，或设备外缘限界不能满足要求等问题。采用BIM技术后，站前专业先期开展对站场、线路、桥梁、隧道、路基等地理建模，可将站前工程施工完成后的整体效果呈现出来。这种直观表达效果对站后专业开展设计极为有利，可对设备模型精确定位（见图1）。设备模型的尺寸数据精确，布设时可直观看到模型与线路的位置、角度等关系，避免了设备侵限等问题。

2.2可实现碰撞、遮挡综合检查及管线径路合理布置

采用BIM技术设计可有效解决碰撞、显示遮挡及管线径路选择等问题。由于现有二维图纸是以各专业为单体独立开展设计，所设计的图纸往往只能反映本专业的设备及管线布设情况，而各专业间的系统协同设计并未有明确的集成图纸，施工中经常出现各专业、各系统间的碰撞与遮挡。如信号与接触网、通信、电力、桥梁、隧道等多个专业都具有碰撞和遮挡的可能性。利用BIM技术可实现设备的模型化，在站前工程BIM设计成果基础上开展站后多专业协同设计，及时发现设计过程中的碰撞、遮挡问题。利用BIM技术的设计灵活性，可对出现问题的工点及时进行修正，保证最终交付成果的设计合理性、安全性、合规性和准确性，减少设计返工，降低设计成本，有效避免工期延误。

3BIM技术在信号工程设计中价值和意义

3.1交付成果可视化

根据信号专业设备的特点，将涉及到的所有设备，采用BIM技术平台进行翻模，组建模型库。如信号机模型库（见图2）。一方面方便设计单位调用相关模型；另一方面增强设计成果交付价值。设计单位采用BIM技术将三维可视化设计成果交给施工单位，施工单位按照统一的交付标准接收，继而开展施工。交付成果的可视化极大降低了从设计到施工中出现的纰漏，同时也可对出现的问题进行及时修正，降低返工设计成本。此外，采用BIM技术完成的设计成果能够在虚拟系统中为设备模型附加属性，使设备特性及安装须知一目了然。同时，也在最大程度上展现单系统与多系统、单专业与多专业之间的关系。

3.2碰撞、遮挡综合检查

在铁路信号工程中，设备的碰撞、遮挡检查尤为重要，主要包括对专业内部设备的碰撞检查、专业之间的碰撞检查、显示设备的遮挡检查、电气设备所处位置的安全净距离检查等。专业内部的碰撞检查主要考虑信号专业自身设备在设计中，其设计位置是否存在重叠或因尺寸问题造成空间不足等问题；专业之间的碰撞检查主要考虑信号专业设备是否与其他专业设备设施发生碰撞；信号显示设备遮挡检查主要针对信号机设备；信号专业电气设备安全净距离检查则是考虑信号设备所处位置是否满足电气特性要求的安全净距离。采用BIM技术可有效地对设备的碰撞、遮挡进行检查，减少设计过程中存在的问题及隐患，并可及时进行修正，保障设计交付成果正确指导施工。

4结束语

分析信号专业二维设计中存在的不足，探讨采用BIM技术在工程设计中的优势和应用价值及意义，采用BIM技术对铁路信号工程开展深化设计和精确建模。通过三维模拟技术，全面检查和系统优化，实现精确化设计，有效提高施工效率，减少返工导致的材料和人力浪费，对缩短工期、降低工程造价和提高工程质量有重要意义。

5参考文献

[1]刘占省，赵雪峰.BIM技术与施工项目管理[M].北京：中国电力出版社，2015.

[2]刘厚强，易旭鹏，朱聪.基于BIM的三维铁路路基建模应用研究[J].铁道标准设计，2015(7)：20-23.

[3]卢祝清.BIM在铁路建设项目中的应用分析[J].铁道标准设计，2011(10)：4-7.

[4]李海涛．基于BIM的建筑工程施工安全管理研究[D].郑州：郑州大学，2014.

作者：车爽

第三篇：桥梁工程设计及施工中BIM技术的运用

摘要:近几年，BIM技术在国内不断地推广，更多的桥梁项目运用到了BIM技术，以此来辅助桥梁设计与施工人员更好的完成桥梁的设计与施工。将BIM技术运用到桥梁工程中，能大幅降低桥梁施工中的安全隐患;有效提高桥梁的工程质量;提高项目的经济效益。文章主要研究了BIM技术的核心建模软件和BIM技术在桥梁设计、施工中的应用，以期为现代桥梁建设提供一些有价值的参考。

关键词:桥梁工程；BIM技术；设计阶段；施工阶段

1BIM基本概念及发展现状

1．1BIM基本概念

建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management，BIM)是一种实现建设项目的物理功能特性的数字描述和管理的新型技术，它的目标是建立从项目论证开始，到建筑设计、施工、运用维护，直至最终拆除的全生命周期数据库，并实现项目数据的共享和运用。BIM技术的推广被看成CAD技术的普及运用后的又一次意义重大的革新。从长远看，BIM技术必将引领建筑信息化的发展潮流，从各个方面很大程度的提高土木工程信息集成化的程度。

1．2BIM国内外发展现状

(1)国外发展现状。BIM的起源地是美国，在北美，有超过一半的建筑行业使用者BIM，或者BIM的相关技术软件，而经过资料的对比，在北美地区BIM的使用率比之前两增加了75%左右。BIM应用始于美国，美国总务管理局于2003年推出了国家3D－4D－BIM计划，并陆续了系列BIM指南。美国联邦机构美国陆军工程兵团在2006年制定并了一份15年(2006－2020年)的BIM路线图。还有很多大学或则相关机构都致力于工程项目的信息化研宄，由此可见BIM在北美的研究应用还是比较深入广泛的。由于BIM性能的强大，在欧洲、日本等发达国家也被业内人士认可，并得到了广泛的运用。Autodesk公司突出的Revit系列软件为代表的建筑信息模型软件模型，在各个发达国家正在以很快的速度普及在各个领域，并且在许多工程中的到了广泛的运用。(2)国内发展现状。由国内外的调查资料得出:在中国，BIM技术只是出于宣传和科普阶段，广大业界人士只是知道这一门技术或者解除了一些基本的操作，还未被广泛运用到工程实际操作中，同时，也说明对于BIM的技术研发也还处于一个起步阶段，并没有在国内形成很完善的系统。业界人士对于BIM技术也只有一个模糊的概念或者仅有本专业的理论知识，在实践方面都或多或少的有些欠缺。BIM技术在我国有许多方面的问题，不论是技术还是经济，不论是管理还是法律，这些问题都亟待解决。

2BIM技术在桥梁工程中的运用

2．1BIM技术在桥梁设计阶段的主要运用

(1)前期设计。桥梁工程在进行设计建设的时候需要将业主方、设计方、施工方等参与进来的单位的意见集合统一起来，然后决定最后的建设方案。由于各个单位的专业水平不同，在前期设计阶段，设计方的意图在平面白纸上很难很好的将想法传递给业主单位，从而达到意见的统一的难度大大增加。然而，利用BIM技术的特性，我们可以将设计项目进行参数化、信息化和数字化的三维建模，从而将设计项目更直观的表现在设计方和业主单位眼前，使前期设计方案的选择高效快捷。(2)后期设计。后期设计阶段的任务就是对前期设计的BIM模型进行各种审核和验算，看这个模型是否能够达到规范要求，同时对荷载的承受能力是否合格。因为桥梁建设中，对于各种指标的要求比较高，为了提高设计质量，利用BIM模型能够使设计人员更好的完成设计结果测试，及时发现设计问题并做相应的调整。在用BIM建模的过程中，我们在检验的时候能有效及时的发现我们建模时的错误与瑕疵，这样做能防止施工时发生错误，对整个工程造成重大损失。后期设计的基础是前期设计的BIM模型，在此模型上进行进一步的修改和细化，从而达到设计要求。在采用BIM软件进行校核时，能同时生成分析柏高，根据报告我们能发现问题，然后再进行修改、建模，反复这个过程，知道达到技术指标。

2．2BIM技术在桥梁施工阶段的应用

(1)数字信息化施工。运用数字信息化手段可以预制桥梁结构，然后通过工厂化的生产制造手段防控施工中的各种不利因素，以确保构件质量达标，同时进一步桥体施工周期，提高效益。(2)施工模拟。运用BIM技术的4D桥梁施工模拟技术，我们可以模拟出施工过程，编写科学合理的施工组织计划，实现场地资源配置优化，这样在实际施工过程中，能有效的控制全桥的施工过程和进度，从而使整个工程质量提高，同时更加的节约陈本，提升经济效益。(3)安全数据信息管理。BIM技术的桥梁安全数据信息管理平台能够管理施工过程中的关键数据，以BIM为平台进行共享，让各个单位能清楚明确桥梁施工过程中的安全信息，能帮助制定更加合理的施工组织方案，有效的避免因完全信息不全或滞后所引起的安全事故。

2．3物料设备管理

BIM技术的桥梁信息模型能够有效的弥补使用RFID技术只能识别一部分信息，无法掌握全桥施工过程的缺陷，使得设备管理更加完善。

2．4协同作业

协同作业是BIM技术的又一强大功能的运用，通过协同协同作业，各个单位能将除设计之外的各种设计文件、管理方案、等进行共享，从而使各个单位之间文件的流通方便快捷，各单位间也能更加清楚工程项目的安排、进度和管理，保证施工过程的合理化，从而使施工能够更加高效的进行。BIM技术不仅在施工领域发挥巨大的作用，并且对提高设计、运营领域的效率、节约成本也将起到积极的推动作用。

3存在的问题

在国内，各个行业对于BIM成果的验收并没有统一的技术标准，另外，大部分设计院自身内部没有明显的BIM技术的标准。BIM技术在国内的普及与成熟大远不及欧美等发达国家，这使得在国外软件的设计与国内的现实情况相悖的时候，国内并没有足够的研发能力去研发新的核心软件，从而使工程的设计模型不能达到预期效果，对设计造成阻碍。因为运用BIM技术去完成项目，不可避免的会有很多不同行业共同参与到建模过程中，那么就需要一个共同的规范去管理这些不同专业的模型，从而达到模型的有效传递，使模型传递过程中保持它的完整性和可读性。

4结论与展望

BIM技术作为桥梁工程中的新兴技术，相较于AutoCAD、MIDAS、桥梁博士之类的我们都耳熟能详的软件，对于大多数人来说是陌生的。在桥梁工程这块领域，主流的作图计算软件还是AutuCAD与MIDAS之类的软件。BIM作为一款功能强大的软件是被很多人期许的，他的优点有很多，而且能将一个工程的各个部分集合到一个模型上，直观的表现出设计施工的效果，可阅读性大大的增强，并且能直观的展现出设计缺陷和各个部分设计之间的冲突，方便验收和修改。BIM没被广泛运用到桥梁工程的原因还有，他的许多研究计算的地方还不够完善，这使得很多计算也只能依赖其他软件，使得BIM相对比较鸡肋。但是，我相信，是金子总会发光的，在主流环境和国家的大力推广运用下，BIM这项技术将会有巨大的发展，总有一天他将会取代其他软件成为主流。

参考文献

［1］刘智敏，王英，孙静，等．BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究［J］．北京交通大学学报，2015(06)．

［2］何关培．BIM和BIM相关软件［J］．土木建筑工程信息技术，2010(04)．

作者：唐晓 单位：重庆交通大学土木工程学院