龐曉磊

（上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司 天津分公司，天津 300381）

軌道交通工程施工難度大，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)多，地下段接地上段關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)便是其一[1]。特別是罩棚位置，采用罩棚方案往往會(huì)導(dǎo)致相近道路斷交，嚴(yán)重影響日后行人及車(chē)輛的通行，本文利用BIM 技術(shù)對(duì)這一復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)方案研究，分析各方案可行性，選出最佳方案。

1 工程概況

某軌道交通項(xiàng)目主干線中心路為雙向6 車(chē)道，寬度50.00 m。規(guī)劃區(qū)間罩棚沿中心路南北布置，位于中心路中央綠化帶上，距南側(cè)市域鐵路線垂直距離60.00 m，總長(zhǎng)392.04 m，相對(duì)地面最低高程6.27 m，與2號(hào)路垂直相交，造成其斷交，影響行人和車(chē)輛通行。

利用3DMAX 軟件對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行模擬，后期在Lumion軟件中進(jìn)行模型整合，包括周邊道路、鐵路、建筑物及出入口等位置信息。見(jiàn)圖1。

圖1 周邊環(huán)境模型

地下市政管線歷來(lái)是城市的“神經(jīng)”[2]，罩棚附近既有地下市政管線共涉及給水、雨水、污水、燃?xì)狻崃?、電力、路燈、通信超過(guò)10 種，傳統(tǒng)二維圖紙難以準(zhǔn)確表達(dá)各既有管線位置關(guān)系，本文利用Autodesk Revit軟件創(chuàng)建既有地下市政管線模型，見(jiàn)圖2。

圖2 既有地下市政管線模型

2 人行天橋方案可行性研究

為方便2 號(hào)路行人及非機(jī)動(dòng)車(chē)過(guò)街，可采用在中心路兩側(cè)布設(shè)人行天橋的方案來(lái)解決這一問(wèn)題。

方案共3 種：方案1 位于罩棚起點(diǎn)南側(cè)，為天橋高度可行的是最北側(cè)方案；方案2位于罩棚起點(diǎn)南側(cè)，為天橋高度可行的最南側(cè)方案；方案3 位于罩棚起點(diǎn)北側(cè)，上跨區(qū)間罩棚，天橋高度≥8 m，距離2 號(hào)路300 m。見(jiàn)圖3。

圖3 3種天橋方案位置

2.1 模型建立

人行天橋主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁結(jié)構(gòu)，橋跨長(zhǎng)50.00 m，橋面寬5.00 m，兩側(cè)梯道寬2.20 m，下部結(jié)構(gòu)采用混凝土樁柱式。利用Autodesk Revit 建立人行天橋三維模型，方案1 和方案2 的人行天橋高度為5.50 m，方案3的高度為8.00 m。見(jiàn)圖4。

圖4 人行天橋模型

2.2 三維展示

通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行三維模型建立，結(jié)合周邊環(huán)境情況，分析各方案人行天橋?qū)χ苓吋扔薪ㄖ?、道路、鐵路的影響。見(jiàn)圖5-圖7。

圖6 天橋方案2

圖7 天橋方案3

分析顯示，方案1 及方案2 的人行天橋均侵占工廠作業(yè)中心入口且方案2的人行天橋已進(jìn)入市域鐵路線的保護(hù)范圍。因此，方案1和方案2不可行。方案3雖可行，但其實(shí)施存在一定技術(shù)難點(diǎn)。

2.3 方案3實(shí)施重難點(diǎn)

由于天橋施工現(xiàn)場(chǎng)受限，交通干擾大，工期要求緊，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，管線遷改為工程重難點(diǎn)。為減少對(duì)來(lái)往車(chē)輛交通的影響，需采取有效措施，建立一個(gè)合理的交通疏解方案。對(duì)遷改后的市政管線提前進(jìn)行碰撞檢查[3～4]，管線切改會(huì)影響周邊居民正常生活，熱力管線建議在4—10月施工。

2.3.1 交通疏解

根據(jù)設(shè)計(jì)方案搭建交通導(dǎo)行模型，在交通疏解圍擋起始位置，布設(shè)限速及禁止停車(chē)交通標(biāo)志，以動(dòng)態(tài)模擬演示的方式展現(xiàn)，通過(guò)分析車(chē)輛、行人的通行能力，輔助相關(guān)單位檢查分析方案的可行性，溝通協(xié)調(diào)優(yōu)化方案，防止交通擁堵，為實(shí)際施工提供技術(shù)指導(dǎo)。見(jiàn)圖8。

圖8 交通疏解

2.3.2 管線切改

通過(guò)BIM 技術(shù)分析，人行天橋西側(cè)梯道下存在的市政管線，將嚴(yán)重影響天橋下部結(jié)構(gòu)施工；包括3根熱力管，直徑分別為300、600、600 mm，埋深分別為1.10、1.32、1.00 m。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，人行天橋設(shè)計(jì)使用年限為50 a，因此，3 根熱力管線需做永久遷改。熱力管線無(wú)法遷改至行車(chē)道上，因此只能遷改至西側(cè)企業(yè)綠化處。見(jiàn)圖9。

圖9 既有熱力管線遷改

2.3.3 管線碰撞檢查

地下市政管線往往存在多種碰撞關(guān)系，主要包括不同類型管線之間、管線與附屬物之間以及附屬物與附屬物之間的碰撞關(guān)系[5]。因此，本文對(duì)遷改后的3根熱力管線進(jìn)行碰撞檢查。見(jiàn)圖10。

經(jīng)檢測(cè)分析，存在兩處碰撞現(xiàn)象：埋深1.32 m 的DN600 mm 熱力管與既有埋深 1.20 m 的 DN600 mm 輸配水管線存在碰撞；埋深1.10 m 的DN300 mm 熱力管與既有埋深0.90 m的DN600 mm輸配水管存在碰撞。

2.3.4 其他方面

造價(jià)高，由于天橋?yàn)?0.00 m 跨度，路中設(shè)有區(qū)間過(guò)渡段罩棚，無(wú)條件路中設(shè)柱，故天橋?yàn)槁分袩o(wú)柱方案，造價(jià)約為普通天橋的4 倍；距離地面8.00 m，人行通過(guò)不便利。

3 推薦方案

通過(guò)以上模擬分析，可知各天橋方案均不是最佳選擇。利用BIM 技術(shù)對(duì)此復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)在罩棚起點(diǎn)南側(cè)進(jìn)行綠化帶破除，改為人行橫道，不失為一種新的解決方案。

3.1 模型

利用BIM 軟件將罩棚起點(diǎn)南側(cè)的綠化帶進(jìn)行破除，然后改成寬度為1.50 m 的人行橫道，方便行人及非機(jī)動(dòng)車(chē)過(guò)街。見(jiàn)圖11。

3.2 Twinmotion交通模擬

為驗(yàn)證推薦方案的可行性，利用Twinmotion 軟件對(duì)行人及交通車(chē)輛進(jìn)行路徑、密度、行駛速度設(shè)置，來(lái)真實(shí)模擬實(shí)際交通情況。見(jiàn)圖12和圖13。

圖11 推薦方案模型

圖12 行人模擬

圖13 車(chē)輛模擬

通過(guò)BIM 技術(shù)模擬可知，在罩棚起點(diǎn)出破除綠化帶，修改成人行橫道，不僅可以滿足2 號(hào)路行人及非機(jī)動(dòng)車(chē)通行的基本要求，而且便捷、節(jié)約成本。此方案仍存在一定安全隱患，建議在人行橫道處附近設(shè)置“雙向紅綠燈”及“限速提醒標(biāo)志”，在到達(dá)人行橫道前道路30～50 m處設(shè)置“人行橫道預(yù)告標(biāo)線”。

4 結(jié)語(yǔ)

在軌道交通工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是一種新的問(wèn)題解決手段。在軌道交通工程項(xiàng)目的全生命周期里，BIM 技術(shù)不僅可以解決多環(huán)節(jié)溝通協(xié)調(diào)問(wèn)題；還能避免設(shè)計(jì)錯(cuò)、漏、碰、缺，為各專業(yè)施工減少碰撞；同時(shí)，也為運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)保障。

本項(xiàng)目利用BIM 的價(jià)值不僅在于將規(guī)劃區(qū)間罩棚周邊環(huán)境用三維的方式展示出來(lái)，還能利用其可視化的特點(diǎn)，分析、論證人行天橋跨區(qū)間罩棚方案的可行性，研究各方案對(duì)周邊建筑物、出入口和地下市政管線的影響；同時(shí)，它便于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，指導(dǎo)施工單位對(duì)既有市政管線遷改，碰撞檢查，防患于未然，保證了工程質(zhì)量，縮短工期，節(jié)約成本。