BIM技术在高速铁路设计中的应用

BIM技术在高速铁路设计中的应用中国中铁二院工程集团有限责任公司（简称“中铁二院”），原名铁道第二勘察设计院，成立于1952年9月。现隶属于世界500强企业——中国铁路工程集团有限公司。中铁二院是全国大型综合性勘察设计咨询企业，公司持有勘察、设计、咨询、监理、环境评价等资质证书和对外经营资格证书四十多项，是全国首批获得设计资质综合甲级的八家单位之一，也是国内公路系统外首家获得公路“四甲”资质证书的单位。设有线路、轨道、地质、路基、桥梁、隧道、站场、建筑、环保、通信、信号、电力、及航测等四十个专业。依托铁路，目前业务已拓展到公路、城市轨道交通、市政工程、区域综合规划、轮渡码头、工程总承包、工程监理、岩土工程施工、房地产、产品产业化、冶金矿山等各类领域。案例：西部某高速铁路三维设计相关软件及解决方案：AutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitStructureAutodeskRevitMEPAutodeskNavisworksAutodeskEcotectAutodesk3dsMaxDesignAutoCADCivil3D客户证言：AutodeskRevit作为HYPERLINK"/"BIM的重要技术支撑平台，实现了设计成果的平立剖三维互动，提供了强大的“多任务”能力，对铁路站房设计观念和方法带来了新的变革。——中国中铁二院工程集团有限责任公司信息中心总工程师董凤翔通过欧特克公司的三维设计软件，让业主能够更加直观生动地了解设计成果的最终形态，在汇报交流过程中，极大地减少了沟通障碍，得到了业主的高度认可。——中国中铁二院工程集团有限责任公司信息中心总工程师董凤翔AutoCADCivil3D强大的参数化铁路路基建模和动态更新的特性给我留下了深刻印象，它能够帮助线路和路基专业设计人员高效率地完成设计工作。——中国中铁二院工程集团有限责任公司交规院副总工程师胡光常通过在AutodeskRevitStructure中构建自定义三维桥梁结构族，创建中将结构参数暴露给用户灵活修改，给桥梁三维建模带来了一种新思路，让桥梁设计变更更加直观、简洁、高效。——中国中铁二院工程集团有限责任公司桥梁专业工程师杨咏漪案例正文：HYPERLINK"/"BIM技术在高速铁路设计中的应用——西部某高速铁路三维设计项目概况西部某高速铁路项目设计时速250km/h，横跨三省十一县，正线长度约515km，其中特大桥14座，特长隧道180座，总桥隧长度约405km，桥隧比81%，线路跨越中国西南山区的崇山峻岭，地形和地质条件都非常复杂，设计和施工难度很大。中铁二院将HYPERLINK"/"BIM技术应用于站前多专业的协同设计，三维设计周期为2012年1月到6月。项目挑战及解决方案作为一个高速铁路项目，本项目面临的挑战包括：项目整体线路较长，在平面选线和路基横断面设计上的影响因素很多，工作量很大。与此同时，项目设计周期却相对较短，只有大约6个月，与同等规模的项目相比，只占其50%。项目中的一大挑战就是要在有限的项目设计周期内完成多个方案的比选，并生成高质量的横断面设计图纸，且业主期望以更为直观的方式获取设计最终效果。基于以上项目挑战，中铁二院组建了一支BIM设计小组，将HYPERLINK"/"BIM技术应用于该项目，从而实现了专业之间数据的协同与共享，提高工程设计质量，为业主提供更为直观的交付方式。朵BI歌M器技术在线路、菌路基协同设计颜的应用雄本次三维设计叮首先运用基于么三诱维浩GI秆S低平台的空间选透线系统，规划皆铁路的线路通旷道，为后续设波计研究奠定基脉础。系统利用富三桌维耕GI丧S粱平台，获取地烫形高程数据、游影像数据及相制关地理信息，劲直接进行铁路栏线路规划设计拦，并进行方案钟综合展示、构洪建沿线铁路三貌维场景及线路式方案比选。宁图述1拢旨进行线路交互盟式定万线止锋锯修轨图舞2怜巴设置纵断面变构坡点散图凯3扭肥规划车站、桥位梁和隧道的位爆置院在线路规划完惊成后，设计人陆员将线路平、匙纵数据直接导最入衡AutoCA娘DCivi克lHYPERLINK"/print"蚂3D便软件，并根据秃初步选定的装恶配，快速创建宵铁路路基三维帜模型慕。季AutoCA模DCivi问lHYPERLINK"/print"很3D亏强大的参数化猛铁路路基建模粒和动态更新的楚特性帮助线路难和路基专业设刺计人员高效率剥地完成了工作呆，通过对路线星平纵断面的调擦整，可以实时饮地观察到路基惧模型的更新和核土方量的变化均。烛图读4哑丝添加路基模型府生成三维路基依由于线路穿越杰山区，地形起旁伏很大，因此从横断面的变化炭也很多。在传管统的设计手段遥下，这部分的阁工作通常需要彩花费大量时间腿和人力。一般抄来说余，疮10k巨m辞的路基横断面林需要大汤约民5例天。利疼用路AutoCA谷DCivi喝l3谎D喊的智能路基横钉断面部件，如取条件判断部件疾等组成的装配圣可以很容易地干应对横断面的驳变化。同时女在转AutoCA策DCivi晌l3松D哥中的横断面图驼纸和路基模型丸动态关联，任若何对于线路平萍纵断面和路基死装配的修改，疾都可以实时精天确地反映到横竹断面图纸上。早三维路基模型骂与横断面图对这应关除系挠汪根据三维路基昆模型自动生成激二维横断面图炕这就使设计人悼员可以集中精烈力在设计本身系上。在本项目话中赌，叮160k评m起的铁路路基设故计上，设计人财员花了大吨约滚1墨0火天时间来研究低横断面的坡度委、挡土墙和排壳水沟等细部问券题，而只用了填一小部分时间沸修订图纸。糠BI课M池技术在桥梁设授计的应用乌在铁路桥梁设奸计方面，设计造人员使杆用睛Autode搜skRev垂itStr蚁uctur续e完建立了大量的市参数化桥梁结站构族库，并定兽制了相关的视减图样板和明细掘表模板。根据言测绘、地质、夫线路等基础数咬据，设计人员卵利用参数化的探族库，拼装成锄三维桥梁模型筹之后，便可快鱼速得到二维图蜓纸和混凝土工桐程量。同时，懂借游助佣Autode味skRev冤i答t怪的训AP鼠I炒，桥梁工程师火还开发出了桥准梁下部结构的恳参数化钢筋配四置模块，为每间一种不同类型粮的桥墩和桥台解快速布置实体厘钢筋，以便于民钢筋图的生成惯和钢筋数量的插统计。奏图暮7英颗三维刚架墩模惊型（参数集）另图耽8假飘钢架墩二三维江图纸丸BI寒M鼓技术在车站设及计的应用大在车站设计上迫，设计人员采司用了基炒于累BI德M液理念洪的绵Autode滑skRev杰i缘t挂系列软件。在爪传统工作方式裙下，不同专业牵之间的设计人果员采用二维平偏面图进行交流恰，既不直观又舍容易出现不协湿调的情况。而呜设计中一个小桂小的专业间的希碰撞就有可能维在施工中带来优巨大的成本追饱加。在本项目闭的车站设计中载，设计人员使岁用药Autode努skRev傍i国t昆的工作集和链狂接管理，将多科专业钳的俘Autode老skRev温i讲t宅模型进行整合肾和冲突检测。册其中的一个车末站设计，总共意发现管道系统跟和结构构件之静间差5纽处碰撞。根据轻碰撞结果，设吓计人员重新进展行管线综合，知在施工之前将咐错误避免，同烧时也为业主提罢供了更为直观亿的最终成果展进示手段。朝通桥过茫Autode典skRev漏i揪t曾软件设计的车陆站三维模章型炭脖通过不同视角瞎对三维模型进仰行切割传在完成设计之忠后，整个车站带的模型被导参入玻Autode气skNav服isWork倦s懂进行四维施工潮模拟，以便施酿工项目经理和纸业主更好地了艰解项目建造过历程和控制施工岗进度。诱图常11绘对四维模拟施工狱一论累盛图逆12番足四维模拟施工驰二钥BI蜡M畜技术与成果展谎示计在展示交流方间面，一方面设毯计人员轨将努AutoCA晓DCivi章l3替D万创建的三维铁同路路基模型和勿地形通运过渡AutoCA泳DCivi耐lVie蛾w熊导桨入泰Autode仗sk3ds幕MaxD段esig物n席进行铁路轨道西线路的可视化俭展现，以便于渴方案沟通。之唤前，建模工作诚需要叙在蛮Autode致sk3ds衬Ma拢x普中完成。路基竞的台阶式边坡猜和高度变化的姥挡墙通常需要体花费大量时间灭和人力，而且戒模型精度不高音，只是一种示勿意。现在劣，碰AutoCA珠DCivi怠l3威D肃精确的三维模贡型可以无缝地惯导入玩到度Autode允sk3ds术MaxD签esig算n浓中来，并萍使珠AutoCA娱DCivi撕l3弟D忆模型快和榜Autode期sk3ds狗Ma睛x毁模型保持一致瓜的更新关系。械不仅真实地反撤映了工程，更电省去了重复建回模的时间。多鲜媒体制作人员径可以集中精力良完成后期的渲危染表现和动画腔制作，而不是示在建模工作上胜。案图姻13欺杠在绍Autode引sk3ds颂Ma储x蛙导入的道路局呀部模型设另外一方面，求项目完成之后雷，多媒体部门海将欧特克软件俘生成的路基、捧桥梁和车站等误信息都导入到进自主研发的可哈视化系统中，诞并结合测绘、庄地质等基础数肆据，进行整个敌项目全线的展般示汇报，以及独相应的设计数刑据管理。惹图葛