BIM技术在高速铁路设计中的应用

BIM技术在高高速铁路设设计中的应应用中国中铁二院工工工程集团团有限限责任公公司（简简称“中铁二院”），原名名铁铁道第二二勘察察设计院院，成成立于1952年9月。现隶隶属属于世界500强企业——中国铁路路工工程集团团有限限公司。中中铁铁二院是是全国国大型综综合性性勘察设设计咨咨询企业业，公公司持有有勘察察、设计计、咨咨询、监监理、环环境评价价等资资质证书书和对对外经营营资格格证书四四十多多项，是是全国国首批获获得设设计资质质综合合甲级的的八家家单位之之一，也也是国内内公路路系统外外首家家获得公公路“四甲”资质证书书的的单位。设设有有线路、轨轨道道、地质质、路路基、桥桥梁、隧隧道、站站场、建建筑、环环保、通通信、信信号、电电力、及及航测测等四十十个专专业。依依托铁铁路，目目前业业务已拓拓展到到公路、城城市市轨道交交通、市市政工程程、区区域综合合规划划、轮渡渡码头头、工程程总承承包、工工程监监理、岩岩土工工程施工工、房房地产、产产品品产业化化、冶冶金矿山山等各各类领域域。案例：西部某高高高速铁路路三维维设计相关软件及解决决决方案：：AuutoddesskRRevvitArrchiiteectuureeAuttoddeskkRReviitStrruccturreAAutoodeeskReevittMMEPAAuttodeeskkNaaviiswoorkks

AAuttodeeskkEccottecttAuutoddessk33dssMaaxDessiggnAuutooCADDCCiviil3D客户证言：AuuutoddesskRRevvit作为HYPERLINK"/"BIMM的重要要技术支支撑平平台，实实现了了设计成成果的的平立剖剖三维维互动，提提供供了强大大的“多任务”能力，对对铁铁路站房房设计计观念和和方法法带来了了新的的变革。——中国中铁二二院院工程集团团团有限责责任公公司信息息中心心总工程程师董凤翔翔通过欧特克公司司司的三维维设计计软件，让让业业主能够够更加加直观生生动地地了解设设计成成果的最最终形形态，在在汇报报交流过过程中中，极大大地减减少了沟沟通障障碍，得得到了了业主的的高度度认可。——中国中铁二二院院工程集团团团有限责责任公公司信息中心心总总工程师

董凤翔AutoCADDDCiiviil33D强大的参参数数化铁路路路基基建模和和动态态更新的的特性性给我留留下了了深刻印印象，它它能够帮帮助线线路和路路基专专业设计计人员员高效率率地完完成设计计工作作。——中国中铁二二院院工程集团团团有限责责任公公司交规规院副副总工程程师胡光常常通过在AutooodesskRevvittSttruuctuuree中构建自自定定义三维维桥梁梁结构族族，创创建中将将结构构参数暴暴露给给用户灵灵活修修改，给给桥梁梁三维建建模带带来了一一种新新思路，让让桥桥梁设计计变更更更加直直观、简简洁、高高效。——中国中铁二二院院工程集团团团有限责责任公公司桥梁梁专业业工程师杨咏漪案例正文：HYPERLINK"/"BIM技术在高高高速铁路路设计计中的应应用——西部某高速速铁铁路三维设设设计项目概况西部某某某高速铁铁路项项目设计计时速速250kkmm/h，横跨三三省省十一县县，正正线长度度约515kkm，其中特特大大桥14座，特长长隧隧道180座，总桥桥隧隧长度约405kkm，桥隧比81%，线路跨跨越越中国西西南山山区的崇崇山峻峻岭，地地形和和地质条条件都都非常复复杂，设设计和施施工难难度很大大。中铁二院将HYPERLINK"/"BIIIM技术应用于于站站前多专专业的的协同设设计，三三维设计计周期期为2012年1月到6月。项目挑战及解决决决方案作为为一一个高速速铁路路项目，本本项项目面临临的挑挑战包括括：项项目整体体线路路较长，在在平平面选线线和路路基横断断面设设计上的的影响响因素很很多，工工作量很很大。与与此同时时，项项目设计计周期期却相对对较短短，只有有大约约6个月，与与同同等规模模的项项目相比比，只只占其50%。项目中中的的一大挑挑战就就是要在在有限限的项目目设计计周期内内完成成多个方方案的的比选，并并生生成高质质量的的横断面面设计计图纸，且且业业主期望望以更更为直观观的方方式获取取设计计最终效效果。基于以上项目挑挑挑战，中中铁二二院组建建了一一支BIM设计小组组，将将HYPERLINK"/"BIM技术应用于于该该项目，从从而而实现了了专业业之间数数据的的协同与与共享享，提高高工程程设计质质量，为为业主提提供更更为直观观的交交付方式式。BIM技术在线线线路、路路基协协同设计计的应应用本次三三维维设计首首先运运用基于于三维维GIS平台的空空间间选线系系统，规规划铁路路的线线路通道道，为为后续设设计研研究奠定定基础础。系统统利用用三维GIS平台，获获取取地形高高程数数据、影影像数数据及相相关地地理信息息，直直接进行行铁路路线路规规划设设计，并并进行行方案综综合展展示、构构建沿沿线铁路路三维维场景及及线路路方案比比选。图1

进行线线线路交互式式定定线

图2

设置纵断断面面变坡点点图3规划车站站、桥桥梁和隧隧道的位位置在线路规划完成成成后，设设计人人员将线线路平平、纵数数据直直接导入AutooCCADCiivill

HYPERLINK"/print"33D软件，并并根据初初步选选定的装装配，快快速创建建铁路路路基三三维模模型。AutooCCADCiivill

HYPERLINK"/print"33D强大的的参参数化铁铁路路路基建模模和动动态更新新的特特性帮助助线路路和路基基专业业设计人人员高高效率地地完成成了工作作，通通过对路路线平平纵断面面的调调整，可可以实实时地观观察到到路基模模型的的更新和和土方方量的变变化。图4添加路基基模型型生成三三维路基基由于线路穿越山山山区，地地形起起伏很大大，因因此横断断面的的变化也也很多多。在传传统的的设计手手段下下，这部部分的的工作通通常需需要花费费大量量时间和和人力力。一般般来说说，10km的路基横横断断面需要要大约约5天。利用AutooCCADCiivill33D的智能路路基基横断面面部件件，如条条件判判断部件件等组组成的装装配可可以很容容易地地应对横横断面面的变化化。同同时在AutooCCADCiivill33D中的横断断面面图纸和和路基基模型动动态关关联，任任何对对于线路路平纵纵断面和和路基基装配的的修改改，都可可以实实时精确确地反反映到横横断面面图纸上上。三维路基模型与与与横断面面图对对应关系根据三维维路路基模型型自动动生成二二维横横断面图图这就使设计人员员员可以集集中精精力在设设计本本身上。在在本本项目中中，160kkm的铁路路路基基设计上上，设设计人员员花了了大约10天时间来来研研究横断断面的的坡度、挡挡土土墙和排排水沟沟等细部部问题题，而只只用了了一小部部分时时间修订订图纸纸。BIM技术在桥桥桥梁设计计的应应用在铁路路桥桥梁设计计方面面，设计计人员员使用AutooddeskkRReviitStrruccturre建立了大大量量的参数数化桥桥梁结构构族库库，并定定制了了相关的的视图图样板和和明细细表模板板。根根据测绘绘、地地质、线线路等等基础数数据，设设计人员员利用用参数化化的族族库，拼拼装成成三维桥桥梁模模型之后后，便便可快速速得到到二维图图纸和和混凝土土工程程量。同同时，借借助AutooddeskkRReviit的API，桥梁工工程程师还开开发出出了桥梁梁下部部结构的的参数数化钢筋筋配置置模块，为为每每一种不不同类类型的桥桥墩和和桥台快快速布布置实体体钢筋筋，以便便于钢钢筋图的的生成成和钢筋筋数量量的统计计。图7三维刚架架墩模模型（参参数集）图8钢架墩二二三维维图纸BIM技术在车车车站设计计的应应用在车站站设设计上，设设计计人员采采用了了基于BIM理念的AutooddeskkRReviit系列软件件。在在传统工工作方方式下，不不同同专业之之间的的设计人人员采采用二维维平面面图进行行交流流，既不不直观观又容易易出现现不协调调的情情况。而而设计计中一个个小小小的专业业间的的碰撞就就有可可能在施施工中中带来巨巨大的的成本追追加。在在本项目目的车车站设计计中，设设计人员员使用用AutooddeskkRReviit的工作集集和和链接管管理，将将多专业业的AutooddeskkRReviit模型进行行整整合和冲冲突检检测。其其中的的一个车车站设设计，总总共发发现管道道系统统和结构构构件件之间5处碰撞。根根根据碰撞撞结果果，设计计人员员重新进进行管管线综合合，在在施工之之前将将错误避避免，同同时也为为业主主提供了了更为为直观的的最终终成果展展示手手段。通过AutoddeeskRRReviit软件设计计的的车站三三维模模型通过不同同视视角对三三维模模型进行行切割割在完成设计之后后后，整个个车站站的模型型被导导入AutooddeskkNNaviisWWorkks进行四维维施施工模拟拟，以以便施工工项目目经理和和业主主更好地地了解解项目建建造过过程和控控制施施工进度度。图11

四维维维模拟施工工一一

图12

四维模拟拟施施工二BIM技术与成成成果展示示在展展示交流流方面面，一方方面设设计人员员将AutooCCADCiivill33D创建的三三维维铁路路路基模模型和地地形通通过AutooCCADCiivillVView导入Autooddeskk33dsMaaxDDessign进行铁路路轨轨道线路路的可可视化展展现，以以便于方方案沟沟通。之之前，建建模工作作需要要在Autooddeskk33dsMaax中完成。路路路基的台台阶式式边坡和和高度度变化的的挡墙墙通常需需要花花费大量量时间间和人力力，而而且模型型精度度不高，只只是是一种示示意。现现在，AutooCCADCiivill33D精确的三三维维模型可可以无无缝地导导入到到Autooddeskk33dsMaaxDDessign中来，并并使AutooCCADCiivill33D模型和Autooddeskk33dsMaax模型保持持一一致的更更新关关系。不不仅真真实地反反映了了工程，更更省省去了重重复建建模的时时间。多多媒体制制作人人员可以以集中中精力完完成后后期的渲渲染表表现和动动画制制作，而而不是是在建模模工作作上。图13

在AAAutoddeesk3ddsMMaxx导入的道道路路局部模模型另外一方面，项项项目完成成之后后，多媒媒体部部门将欧欧特克克软件生生成的的路基、桥桥梁梁和车站站等信信息都导导入到到自主研研发的的可视化化系统统中，并并结合合测绘、地地质质等基础础数据据，进行行整个个项目全全线的的展示汇汇报，以以及相应应的设设计数据据