基于BIM在福厦铁路站房工程BIM技术应用

福厦铁路（福州南—漳州） 正线长度277.42km，全线设置福州南、福清西、莆田、泉港、泉州东、泉州南、厦门北、漳州共8座车站，其中漳州站为利用既有站房，新建福州南、莆田、厦门北站与既有福厦铁路并场设站。

福州南站新建站房面积为50000㎡，新建站场规模为8台16线；福清西站新建站房面积为15000㎡，新建站场规模为2台4线；莆田站新建站房面积为39000㎡，新建站场规模为3台7线；泉港站新建站房面积为10000 ㎡，新建站场规模为2台4线；泉州南站新建站房面积为30000㎡，新建站场规模为3台7线；厦门北站新建站房面积为50000㎡，新建站场规模为7台15线；泉州东站新建站房面积为20000㎡，新建站场规模为2台5线。

根据国铁集团“精品工程智能福厦”的总体要求，新建福厦铁路全线各工程均要求运用BIM技术设计，为后期深化应用实现智能化全生命周期管理提供基础，为便于站房工程BIM设计融入全线BIM系统，制定站房及相关工程设计BIM模型标准，以作为站房BIM设计依据。BIM设计模型标准主要内容如下。

BIM应用目标

整体目标：以Revit 2018为BIM平台，进行福厦铁路沿线新建站房、夹心地改造、市政配套、站场工程的模型搭建、设计纠错与机电管线综合，辅助设计团队提升设计精准度。

BIM应用要点：

• 设计质量控制
• 管线综合专项出图
• 主要公共空间净高分析报告
• 复杂曲面控制
• 结构预留预埋模型
• 室内公共空间装修深化设计漫游
• 三维设计交底节点

BIM工作内容

在初设鉴修成果基础上搭建建筑、结构、机电各专业模型，在建模过程中进行图面问题收集和整理，对专业间的空间冲突进行核查，并与各专业设计师进行沟通和反馈，为施工图设计提供参考依据。

施工图设计阶段中，配合各专业设计师进行模型配合工作，包括模型浏览与展示、各专业构件空间关系方案推敲、技术方案研究等。

根据施工图逐步深化完善的过程，在施工图深度达到70%、90%时，根据施工图纸进行模型全面调整，并在70%深度阶段进行机电管线的协调、优化，反馈优化建议，协助机电设计明确管线路由、标高，进行机电末端内装追位。

BIM模型持续追踪设计成果，设计过程中不少于2次意见反馈，并形成意见反馈报告。

施工图外审后，根据外审反馈意见，配合各专业设计人员落实反馈意见的修改，形成项目最终成果模型。本次新建站房及相关工程，设计范围内的市政配套工程精度要求为LOD3.0。

专项的BIM内容如下：

（1） 内装，主要公共区域（候车室、售票厅、城市通廊、站台、卫生间、贵宾室等） 室内装修能准确反映装饰面的尺寸和材质；安装龙骨和细节不需表达。

（2） 幕墙能准确表达分隔定位，结构件、横竖挺的外观尺寸；不需表达型材和安装节点；对于异形幕墙，能辅助设计找形和定位及尺寸优化；选择通用和关键节点局部进行细节建模，达到LOD4.0的精度要求。

（3） 金属屋面能准确表达屋面及其采光窗、排水系统的形状和定位，以及主要的构造层次；对通用和关键节点局部进行细节建模， 达到LOD4.0 的精度要求。

（4） 钢结构，能按照施工图深度反映模型尺寸定位即可，不须表达深化节点，对于局部与金属屋面、幕墙交接复杂处进行细节建模，达到LOD4.0的精度要求。

泉港站

BIM建模标准

基于本项目BIM咨询服务工作目标及内容，制定项目BIM技术相关工作标准，包括软件平台选择、模型深度及精度要求、模型组织等。

BIM软件平台

项目采用Autodesk Revit 2018作为主要专业BIM模型技术平台，搭建建筑、结构、暖通、电气、智能化、室内、景观、市政等专业的设计模型，并基于Revit平台进行项目模型梳理、整合、审核工作，该平台检测的问题可作为审核报告的编制依据。

建筑异形曲面外立面、幕墙深化设计可采用Catia、Rhino、Grasshopper软件，以满足复杂形体参数化设计的需求。同时，其模型成果需同时保存可与Revit、Navisworks整合的数据格式。

钢结构深化设计采用Tekla、Revit、3D3S软件作为创建结构及节点深化模型的三维技术平台，其成果除软件自身数据格式外，还可同时保存IFC格式，以便与其他专业进行模型整合。

采用Autodesk Navisworks 2018 进行前期整合及问题核查；Fuzor2020作为项目轻量化模型整合平台，用于各种项目会议的技术沟通、展示、移动端应用、模拟等。

各专业建模深度

各专业组成模型的各构件应体现准确的几何尺寸、数量及定位。本次新建站房及相关工程，设计范围内的市政配套工程精度要求为LOD3.0。站前广场、周边市政道路、进站匝道桥等工程以及既有站房工程精度可降低要求。

项目协同工作方式

高铁站房项目建筑规模较大，并且工程类型不一，包括市政交通通廊、停车场、站房等，因此BIM模型将会考虑工程类型、专业等因素进行模型规划与组织，专业内模型采用工作集的方式进行协同工作，专业间采用链接的方式进行协同工作。拆分后的模型采用链接方式进行相互参考和协同工作。

项目模型组织

根据项目规模，可将模型分为既有工程、新建站房及相关工程、改造工程、市政配套工程、站场跨线设施（天桥、地下连通道）、城市配套工程等多个建模区域；新建站房工程分新建站房、新建站台、新建雨棚等，各部分名称与图纸对应。改造工程分既有站房改造、既有旅客活动平台改造等，每个区域内按专业、楼层、系统（机电） 进行拆分。当单一模型规模超过200M时，需进行二次拆分，以提高模型运行效率。大型站房建议增加按施工缝进行划分，方便后续施工单位接受深化。

厦门北站模型组织原则

BIM技术在福厦铁路站房工程项目中得到深入应用，包括从建筑、结构、机电到幕墙、装修、屋面、标识专项设计；搭建BIM协同设计平台，实现各方异地BIM协同工作；在建筑性能化设计中，通过性能分析提升设计品质，解决实际问题。

全专业协同设计

在站房BIM协同设计过程中，搭建各站房项目的BIM协同设计平台，实现从项目创建到模型建立、模型分析、模型优化、模型出图、图纸审核归档的全过程，并结合BIM设计标准和项目实际，建立一套完整的BIM协同设计体系。在项目协同过程中，利用模型浏览软件进行可视化，在多方案比选中发挥作用。建筑先行，全专业共同参与，减少专业间的技术壁垒，协作更为高效简单。站房项目空间复杂，造型丰富，各站都有其设计亮点和设计难点，尤其是具有复杂屋面造型的厦门北站和福清西站等。结构专业通过建筑专业的模型提取资料，可准确布置网架，控制结构中性面，划分网架，得到三维网架模型后反过来提交建筑及机电专业，并进行精确的检修走廊设计和管线布置。传统二维设计无法达到这种设计精度。

复杂形体参数化设计

各站BIM设计中，以Autodesk Revit为BIM核心建模软件，方案阶段和初步设计利用Rhinoceros和Grasshopper为精确建模基本手段，通过调整参数控制建筑形体。同时利用全模型进行建筑和结构专业的方案深化与推敲。

福清西站初步设计阶段应用Rhinoceros 和Revit 软件的三维模型，推敲确定幕墙曲面和斜面交接的关系定位、确定幕墙分隔。

幕墙曲面与斜面交接分析

幕墙分隔分析

厦门北站通过Dynamo参数化手段将屋面钢桁架进行精准建模，进行屋面钢桁架与屋盖表皮的碰撞检测和模拟，使其互相衔接，实现了异形建筑结构和建筑专业的高度统一，减少了返工。并利用快捷软件进行虚拟漫游、动画展示和图片展示，实时与业主沟通。

利用Dynamo将屋面精准建模

基于BIM的精细化设计

由平面设计转向立体设计，设计深度与设计精度得到很大提升。在福清西站站台雨棚异形柱和高架进站匝道上方屋面结构异形柱设计中，通过基于BIM的精细化设计，屋面和雨棚柱各方案的效果直观展现在设计人员面前，在合理性与美观性的双重标准下，对方案进行选择与优化。

站台雨棚异形柱

基于BIM的管线综合

设计人员运用Revit系列软件进行三维管线建模，并使用Navisworks快速查找模型中的所有碰撞点，较好解决了传统二维设计下无法避免的错、漏、碰、撞等现象。再根据结果对管线进行调整，最终实现零碰撞。借由BIM技术的三维可视化功能，直接展现各专业的安装顺序、施工方案及完成后的最终效果。

莆田站管线展示

基于BIM的工程算量

利用BIM的强大计算功能，在设计模型中统计各建筑材料、设备器材的用量，生成明细表，方便、准确、清晰，能大幅提高施工管理质量。福清西站在初步设计阶段，运用BIM模型，辅助计算曲面金属屋面各层不同材料构造层的工程量，帮助工经专业编制概算文件。

福清西站屋面材料展示

由于福厦铁路站房工程目前尚在设计阶段，故本次BIM 技术运用重点放在设计过程中的各专业协同、复杂形体的参数化设计、设计图纸核对、管线碰撞、工程算量等，后续BIM设计可结合施工和运营管理进行更深入研究。

通过设计过程中的BIM实践，使得建筑设计更加直观快捷，建筑设计有据可依，各种模拟结果为建筑设计提供支撑。BIM技术使错误率得到控制，可提高整个设计阶段的效率。传统设备专业绘图是二维图纸为主且图示语言比较简单，三维建筑模型表达使得设备专业的投入增大很多，设计格局也发生变化。另外，在设计阶段各专业间沟通快速有效，进一步打破了专业沟通壁垒。

基于目前设计阶段的实践，可以预见BIM技术提供的数据平台使得建筑设计信息可为施工、运营管理提供各种有效信息。三维可视化功能加上时间维度，可进行施工过程虚拟。利用BIM技术进行各专业碰撞检查，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，减少图纸变更和施工现场返工的同时节约项目投资。

内容来源：

铁路BIM联盟成员单位——中铁第四勘察设计院集团有限公司

新建福厦铁路站房工程BIM设计[J]. 铁路技术创新.

翟晓军.

来源：铁路BIM联盟