基于达索平台的铁路隧道工程全生命周期BIM技术应用探讨

以达索平台为技术支持,探索铁路隧道工程各阶段BIM技术应用的解决方案。通过对BIM理论的广泛调研,提出BIM在铁路隧道工程中的定义并总结其特点,并以宝兰客运专线石鼓山高风险隧道为工程依托,研究BIM技术应用于铁路隧道全生命周期中的技术路线。实践表明,BIM技术可为解决规划、设计、施工、运营各阶段的信息断链问题提供技术保障,使工程信息在全生命周期中得以有效利用与管理,达到优化设计方案、严控施工过程、提高运营管理的目的,为进一步提高我国铁路隧道BIM技术应用水平提供借鉴。     

BIM技术在铁路隧道设计中的应用

阐述BIM在铁路领域中的应用理念和BIM在铁路设计中的发展趋势。针对铁路隧道专业,结合宝兰客运专线石鼓山隧道辅助坑道工程,从斜井模型建立、模型审查和生成二维视图等方面分析BIM在隧道设计中的应用,探索BIM三维模型的建立,实现隧道设计从传统二维向三维转型;提出铁路建设项目各参建方BIM技术应用方案,分析运用BIM技术开展铁路设计的发展趋势。     

黔张常铁路桑植隧道BIM技术应用研究

当前主流BIM软件平台均无专门针对铁路隧道工程设计的功能,以往手动创建隧道工程BIM存在效率低、精度差和交付成果不规范的问题,致使设计BIM成果价值不能有效体现。依托黔张常铁路桑植隧道BIM试点项目,通过分析研究铁路隧道工程各设计环节BIM建模存在的难点,结合中国铁路BIM联盟发布的相关BIM技术标准,基于Revit软件平台进行二次开发,构建线路与隧道参数化设计数学模型,实现了高效、智能化的铁路隧道工程BIM建模与算量,最后利用BIM成果进行隧道洞口淹没分析、指导性施组设计和可视化交底应用。研究结果表明:通过对现有BIM软件平台进行二次开发,能够有效提高隧道工程BIM建模效率,确保BIM模型精度和交付成果符合规范要求,为后续开展更深层次的BIM应用提供有效的数据支撑。     

铁路山岭隧道BIM设计应用研究

以铁路山岭隧道为研究对象,通过广泛调研提出了铁路山岭隧道BIM设计技术路线,结合"武襄十"铁路王家庄隧道BIM设计实践,详细论述了铁路山岭隧道BIM设计流程。实践表明,利用BIM技术构建3D模型,可以直观、准确地再现隧道与地质构造、附属结构等的空间关系,避免了常规二维设计的差错漏碰现象;通过三维可视化模型输出二维图纸及进行隧道工程数量统计保证了二维图纸相互关系的正确性及工程数量的准确性。通过应用研究初步实现了BIM与GIS系统结合,并引入FLAC3D软件对BIM隧道模型结构受力进行了三维数值模拟分析。     

京沈客专成段落BIM试点多专业协同设计研究与应用

京沈客专为首个铁路项目成段落BIM试点应用,针对当前BIM技术在铁路领域的应用环境,确定总体指导思想为:系统性规划、高起点起步、全产业应用的试点应用,并将2~3年的试点工作分成4期,分别设定阶段目标。介绍第1期主要的阶段成果:选定统一的设计平台,建立试点站前工程完整的BIM模型,初步探索BIM设计模式下的设计流程和设计方法,初步试验BIM与3D GIS融合,初步制定项目级实施标准,创新基于BIM技术的设计方法等。研究结论为17个BIM试点工程提供理论基础,为提升铁路建设运营能力提供实际经验。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM技术应用研究

以Bentley平台为技术支持,以京张高速铁路隧道工程为项目背景,以BIM技术在隧道设计中的应用为目的进行研究。叙述了BIM隧道建模过程及对铁路BIM标准的验证,通过使用BIM技术进行碰撞检测、正向设计、协同设计对设计流程的优化,总结了出现的问题及解决对策。研究认为:现阶段Bentley平台上BIM技术在铁路隧道设计中还不能满足出图和工程量计算的要求;在模型不同的设计阶段,由于精度要求的不同导致模型有时无法重复利用;模型的应用在设计、施工、运维间缺乏联系。解决以上问题需要根据隧道专业的需求进行有针对性的二次开发;提高BIM模型的重要性以替代二维出图;规范中对于BIM精度的要求应通过项目的验证不断优化;应制定统一的标准,规范BIM设计各阶段完成内容,构建多阶段、多专业的BIM平台。     

铁路隧道EBS分解体系在奔中山2号隧道设计中的应用

在对铁路隧道EBS分解体系深入了解与应用基础上,总结该体系在隧道工程BIM实践中的应用效果。通过对国内外其他行业EBS、WBS开展广泛调研,结合对铁路隧道EBS分解体系的深入学习与理解,依托奔中山2号隧道,将该体系编码规则融入隧道BIM设计工作中。实践表明,铁路隧道EBS分解体系的制定有利于推动铁路隧道工程中BIM技术的应用,为后期进一步开展相关标准、指南、规定的编制工作奠定坚实基础,但该体系在分解细度、方法、编码方式方面也有进一步修订空间,以便更好地为铁路隧道行业BIM技术应用提供技术保障。     

BIM技术在轨道工程设计中的应用探讨

分析轨道工程BIM设计成果特点,结合京沈客专BIM试点轨道工程中的应用,研究轨道工程BIM设计方法;建立零件库、模板库、骨架线,进行零件装配、模板实例化,对基于BIM模型的工程数量计算方法、有限元分析方法、二维图纸生成方法进行初步研究;结合轨道工程设计特点,得出BIM设计技术在轨道工程中的适应性分析结论,为BIM技术在轨道工程设计中的应用奠定基础。     

基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件研究

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决铁路隧道洞口传统二维设计过程中洞口位置选择不合理，洞口开挖回填边界线绘制困难，洞口开挖工程量难以精确计算，端墙洞门结构及截水沟设计与地形匹配不直观等难题，提出利用BIM技术在Bentley OpenRail Design平台研发隧道洞口设计软件技术方案。通过对隧道洞口设计内容和设计流程进行梳理，对软件整体架构、关键模块和数据库进行设计，研发基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件。本软件利用C#/C++混合编程技术，通过动态剖切地形曲面，实现隧道洞口横、纵断面图与三维模型实时联动，实现隧道洞口位置的合理选择，完成洞口边仰坡设计以及端墙洞门结构、洞外截水沟创建以及图纸输出等功能。工程应用表明，该软件结构合理，满足隧道洞口设计实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，显著提高隧道洞口设计效率与设计质量。     

基于BIM技术的铁路隧道正向设计研究

以Bentley平台和二次开发软件为技术支持,对基于BIM技术的铁路隧道正向设计进行研究:结合新版软件功能,从项目创建、流程管理、参数化设计、三维建模、工程量统计等方面出发,总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、结合地形设计等方面具有的优势;另一方面,BIM技术还存在部分构件建模过程复杂、二次开发软件不足、出图功能欠缺、参数化数字化设计不完善、审核难度大等问题。通过本次研究,进一步优化了铁路隧道BIM正向设计流程,为在隧道专业中推广BIM正向设计积累了宝贵的经验。     

盾构隧道BIM参数化建模软件设计与实现

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决盾构隧道三维建模过程繁琐、建模精度不足、建模效率低的问题，提出参数化建模软件研发方案。通过对盾构隧道设计内容和关键技术进行研究，根据核心业务需求，对软件进行整体架构、关键模块和数据库设计，研发盾构隧道BIM参数化建模软件。对盾构通用楔形管片的几何约束和工程约束进行研究分析，建立设计参数与中间推导参数的数学表达式，实现参数间的联动，实现盾构管片BIM模型的参数化创建。然后建立线路数学模型，通过计算高精度线路坐标，完成盾构管片的三维空间定位排版拼装，实现盾构隧道BIM模型的创建。工程应用表明，该软件结构合理，满足盾构隧道建模实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，大幅提高盾构隧道BIM模型的建模精度和效率。     

清凉山隧道BIM技术应用研究

以西成客专清凉山隧道为试点,对现有主流BIM软件平台进行比选。开展了基于Autodesk软件平台的铁路隧道BIM技术应用研究。探索出一种适用于隧道工程BIM应用的技术路线,并对BIM模型的交付及后期拓展应用做出分析。     

BIM技术在铁路设计行业的应用研究

以达索、欧特克产品为技术支持,研究了铁路设计行业中BIM技术应用的解决方案。在对国内外BIM相关理论调研分析的基础上,提出了铁路行业中BIM的定义,分析了目前本领域BIM技术应用的现状与特点,提出了设计阶段三维设计流程。阐述了中铁二院在测绘、地质、桥梁、隧道和路基等专业的BIM技术应用,应用达到了优化设计方案的目的,以期为进一步提高我国铁路设计行业BIM技术应用水平作出贡献。     

基于欧特克平台的铁路路基BIM设计技术研究

铁路路基BIM设计与地形结合较为严密,路基BIM模型不规则结构较多,批量建模困难,路基附属结构设计与地质参数关联性较强,与各专业模型信息交换较多,协同设计难度大,路基专业已经成为铁路BIM设计较难突破的专业。依托银西高铁BIM试点项目,选择欧特克平台进行铁路路基BIM设计实践,探索并验证铁路路基BIM设计技术路线,通过对路基本体模型的创建、路基附属结构模型的拼装、区间路基排水设计等方面的应用,探讨该平台对于铁路路基BIM设计的适用性,对铁路路基BIM设计的重难点问题进行分析。研究结果表明:需要对欧特克平台相关软件进行二次研发,才能解决路基BIM设计中的重难点问题,在快速建模、协同设计、信息利用、出图及工程数量计算等方面取得突破,提高铁路路基BIM设计应用水平。     

BIM技术在铁路桥隧工程中的应用研究

桥梁和隧道是铁路建设项目中较为重要的工程内容。中铁第一勘察设计院集团有限公司在开展BIM技术的应用研究工作中,以桥隧工程为重点,从应用框架、资源配置、技术管理和质量管理等方面入手,结合清凉山隧道和十岔沟中桥工程,进行了较为系统的探索,以期从整体上形成BIM设计能力,为企业的转型升级打好基础。     

BIM辅助铁路隧道施工方案可视化设计应用

基于BIM技术的3D可视化设计环境和4D虚拟仿真环境,研究BIM辅助施工方案可视化设计和虚拟推演的方法和流程,以及施工方案的环境、结构和施工设施等三维数字模型设计原则。针对铁路隧道仰拱与仰拱填充施工特点,利用BIM辅助施工方案可视化设计,建立施工方案的三维数字模型,优化设计仰拱与仰拱填充快速施工装备与工艺,模拟方案的施工过程。结果表明,BIM辅助铁路隧道施工方案优化设计,取得了很好的效果。     

BIM技术在明挖隧道设计中的应用研究

基于京雄铁路机场隧道项目,以隧道正向设计为理念,开展了基于BIM的明挖隧道设计研究。主要研究内容包括:基于BIM的明挖隧道设计流程、明挖隧道结构设计、明挖基坑开挖面设计、明挖基坑围护结构设计、路隧接口设计等。摸索适用于明挖隧道的BIM设计流程,实现明挖隧道设计过程中某些关键节点的正向设计,促进BIM技术在隧道领域的发展,以期对实现基于BIM的铁路工程正向设计提供参考。     

基于青连铁路四电工程BIM技术的应用研究

以青连铁路四电工程为试点,对铁路四电BIM技术进行应用。开展基于达索平台的铁路四电过程BIM技术的应用研究,通过青连铁路四电工程BIM技术的应用与实施,具体分析BIM技术在铁路建设协同设计、施工过程以及项目管理中的方法与应用。探索出一种适用于铁路四电工程BIM应用的技术路线,从协同设计到施工管理,基于BIM模型完成铁路四电工程拓展应用,提供了系统的BIM应用案例。     

铁路隧道工程中BIM技术的应用

作为给建筑、机械、电子等行业带来革新性变化的BIM技术,在铁路的应用尚处在起步阶段。提出BIM在铁路建设工程中的定义,研究分析铁路行业BIM技术应用的现状与特点,并以某高风险隧道为工程依托,就BIM技术在铁路建设行业中的应用技术进行研究与探索。实践表明,将BIM技术应用于铁路建设工程中,可做到全生命期的信息共享、促进生产方式的改变及推动行业工业化发展,为实现工程安全、质量、环境、工期、投资等目标提供有效技术保障,最终达到革新设计理念、优化设计成果、提升施工质量、加强施工安全和保证运营稳定等目的。     

基于BIM的铁路隧道附属洞室设计研究与应用

为升级设计手段，提高设计质量，实现铁路工程数字化交付，文章以铁路隧道附属设施设计为切入点，通过梳理设计流程、研究优化技术，提出基于建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）的铁路隧道附属洞室设计方法。配合BIM软件的二次开发，该设计方法能有效打通隧道设计上下游数据，显著提升隧道设计智能化水平。实践证明，基于该方法在Bentley平台下开展附属洞室设计，能同时满足项目BIM交付及现有设计规范下二维图纸交付的需要，提升附属洞室设计的效率和质量，实现BIM技术与传统设计的融合，助力铁路行业从BIM辅助设计到BIM正向设计的转变。