BIM技术在铁路预应力混凝土简支梁设计中的应用研究

近几年,BIM技术在铁路行业取得较大进展,出台一系列标准,但是在正向设计方面仍处在探索阶段。结合这一现状,对BIM技术在铁路预应力混凝土简支梁结构设计中的应用进行研究。研究结论:(1)现有的BIM模型与有限元软件之间转换多局限于工业规格标准截面,用户自定义截面存在较多的信息丢失问题;(2)通过语言编程使BIM模型与有限元软件数据进行交互,能够实现两者之间的结合;同时基于BIM模型可自动生成二维图纸、统计数量,一定程度上提高设计效率;(3)研究内容能够为BIM技术在铁路桥梁结构正向设计中的应用提供指导借鉴作用。     

BIM技术在高速铁路32m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主，在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上，为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度，将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究，采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模，主要结论如下：(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型，外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构，内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构，以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚；(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查，重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计，共节省钢筋用量1 281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计，提前解决施工难题，现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎，显著减少施工过程中的钢筋安装问题，可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。     

预应力作用下简支箱梁桥的剪力滞效应分析

研究目的:为了研究箱梁桥在预应力作用下的剪力滞效应,以承受预应力作用的简支箱梁为对象,基于能量变分法,结合预应力等效荷载法,建立了直线、折线和曲线布束方式的简支梁在预应力作用下的剪力滞效应解析解。针对算例简支箱梁,研究3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行对比分析。以高速铁路10种典型标准设计整孔简支箱梁为例,研究直线、折线和曲线布束下跨中部位应力最大点处的剪力滞系数。研究结论:通过研究得出:(1)通过本文解析方法与板壳有限元数值解的对比表明,本文解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;(2)对既有高速铁路简支梁桥,直线布束在跨中引起的剪力滞效应最小、其次为曲线布束、折线布束最大;(3)本研究成果对预应力混凝土箱梁的预应力设计具有理论借鉴意义。     

深茂铁路潭江特大桥BIM设计研究

在BIM技术已经成熟运用于制造业、建筑业等行业并取得颇丰成果后,将BIM技术引入铁路桥梁工程的设计、施工中势在必行。铁路桥梁设计具有地质情况复杂、与线路自适应较差以及二维CAD出图量大等特点,使BIM技术在铁路桥梁中的应用、推广更为艰难。以深茂铁路潭江特大桥为工程背景,根据不同结构设计的侧重点不同,采用达索平台多种设计软件分项建立、交互整合全桥BIM模型,将BIM技术因地制宜地应用在铁路桥梁的正向设计中。     

铁路桥梁承载能力可靠性分析

简述结构可靠度指标计算中心点法和验算点法的基本原理,编制了相应的计算程序。对时速160、200 km客货共线铁路预制预应力混凝土简支T梁和时速250、350 km客运专线铁路预制、现浇预应力混凝土简支箱梁,时速160、200、250 km客货共线铁路和时速120 km重载铁路(Z=1.2)道砟桥面简支钢桁梁,时速250 km客运专线铁路钢-混凝土简支、连续结合梁,时速160 km城际铁路钢管混凝土桁架连续梁等进行了承载能力可靠度指标校准计算,对铁路桥梁承载能力的可靠度指标给出了建议值。     

后张法预应力混凝土简支箱梁研究进展与展望

后张拉预应力混凝土简支箱梁(简称箱梁)在铁路桥梁建设中得到广泛的应用,并且箱梁是构建高速铁路的重要结构工程,现主要对我国高速铁路箱梁的研究进展进行综合评述。论述箱梁的结构分析、箱梁施工技术的研究、箱梁施工设备的研究和外界因素对箱梁的影响与分析。在肯定箱梁施工技术取得明显进展的基础上,分析指出研究工作存在的问题和不足,并对箱梁施工技术研究的动态和热点进行论述。从高速铁路箱梁技术的发展规律和行业需求的角度进行技术展望。     

胶接拼装筒支箱梁预制过程的测量控制

节段预制胶接拼装简支箱梁施工在铁路桥梁工程方面尚属全新的施工方法,没有应用先例。本文结合新建黄韩侯铁路芝水沟特大桥预应力混凝土简支箱梁的预制控制过程,总结施工控制的方法、控制测量中应注意的相关问题等。     

高速铁路节段预制简支箱梁构造设计和力学性能分析

以国外某高速铁路工程24.6~32.6 m节段预制简支箱梁为研究对象,将节段划分为端头节段(D类)、渐变节段(G类)及标准节段(B类),结合当地运输及架设条件,通过改变各节段数量组成相同梁高、不同跨径的简支箱梁;结合节段预制简支箱梁特点,论述剪力键构造、预应力布置及临时连接设计要点;采用MIDAS/civil、MIDAS FEA、ANSYS与BSAS程序建立模型,对节段预制简支箱梁的力学性能进行检算分析;重点分析胶接缝对简支箱梁受力性能的影响,节段预制简支箱梁抗弯、抗剪折减系数以及抗裂安全系数取值。分析结果表明,节段预制简支箱梁结构受力和变形满足规范要求,适用于高速铁路工程。     

整孔单线简支箱梁模板设计

整孔预应力箱梁是铁路制梁技术发展的方向,以32 m单线简支箱梁为例,就模型设计的原则、模型构造、结构设计要求、检算原则等方面进行了论述,可为类似模型的设计提供参考。     

胶接拼装简支箱梁预制过程的测量控制

节段预制胶接拼装简支箱梁施工在铁路桥梁工程方面尚属全新的施工方法,没有应用先例。本文结合新建黄韩侯铁路芝水沟特大桥预应力混凝土简支箱梁的预制控制过程,总结施工控制的方法、控制测量中应注意的相关问题等。     

东平水道特大桥BIM设计及应用

为了提升东平水道特大桥的设计水平和成品质量,以达索3D体验平台和TEKLA软件为主要工具对其开展BIM设计。BIM设计过程中的技术要点包括:协同设计、骨架设计、引桥设计、钢箱梁设计、钢束设计、钢筋设计;本桥的BIM应用价值点包括用钢量统计、钢结构出图、标准验证、有限元分析、钢筋二维出图。作为国内第一座采用BIM设计的公铁两用斜拉桥,与传统设计手段相比,BIM技术的应用显著提高了其设计效率。同时,依托本项目对铁路工程信息模型数据存储标准进行了研究。东平水道特大桥BIM设计对类似工程项目具有良好的借鉴意义。     

铁路站场BIM技术应用研究

BIM技术应用是一次设计手段的变革,站场专业是铁路工程中的龙头专业,是BIM技术应用的重点专业,站场设计的效率和质量对整个铁路的建设和运营具有极其重要的影响。论述站场专业BIM技术应用现状。以站场专业利用BIM技术作为设计手段为目的,从设计软件、标准、基础数据和交付平台等方面对站场专业BIM技术应用提出解决对策;提出站场BIM设计软件研发的两种方法。以铁路工程信息模型分类和编码标准为基础对站场IFD标准进行扩充和完善,以站场和航测专业的数据接口为例对站场设计从二维到三维转变时的接口数据适应性调整进行说明。通过对站场设备添加可定位的身份编码,在自主研发的BIM综合管理平台上构建铁路站场专业三维信息模型组织结构树。     

铁路BIM标准与铁路工程造价标准的模型一体化研究

重点研究铁路行业BIM标准和造价标准在模型构建上的一致性,探讨实现模型基础标准一体化的可行性。通过应用文献调查和对比分析的方法,调查铁路行业BIM技术和应用软件在工程造价管理方面中的应用情况,分析目前阶段BIM应用在铁路工程造价领域的不足,对比分析铁路行业BIM标准和造价标准的制修订现状。根据对铁路工程造价标准定位和工程定额模型的分析,提出模型构建上的一致性,论证铁路BIM标准与造价标准一体化发展的可行性。得出协同发展可以扩大BIM应用覆盖范围,提升铁路工程造价管理水平的结论。     

西成客运专线铁路桥隧工程BIM技术应用研究

以西成客运专线十岔沟中桥、清凉山隧道作为BIM研究实际工程背景,结合铁路桥隧BIM模型具有规模大、接口复杂、数据量大等特点,以BIM技术在铁路桥隧工程中的应用为主要目的,对铁路桥隧工程勘察设计全过程进行研究,包括外业勘察阶段的水文数据分析,设计阶段的模型创建、设计方案汇报展示、碰撞检查、协同设计、施工图绘制、工程数量计算、施工过程模拟等应用研究。研究认为,现有BIM软件平台基本能满足铁路桥隧工程BIM设计要求,但须按桥隧工程的设计特点进一步修改、完善。桥、隧BIM模型手工创建耗时、费力,专业化率较低,操作复杂,有针对地进行二次开发,将是桥隧BIM技术推广运用的突破口。虽然桥隧BIM出图率低,图纸不规范,但对各种数量信息的传递和汇总相对比较容易,用动画来表述施工过程,使复杂的工法变得清晰明了,这些都体现了BIM技术的优点,且技术也比较成熟,值得在铁路桥隧实际生产中的推广运用。     

基于达索平台的铁路土建工程BIM协同设计技术研究

为解决铁路土建工程建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计过程中出现的重复建模和数据传递不畅等问题，以路基、桥梁、隧道专业为代表，从三维协同设计环境出发，提出了信息传递及设计成熟度管理方法，实现了模型数据的有效管理及BIM技术标准的有效实施；围绕“骨架–模板”设计方法，提出以骨架设计、构件模板装配设计形成的土建工程BIM设计流程，实现了三维BIM环境下的土建工程设计流程再造；对土建工程间的接口设计技术进行研究，充分发挥了协同设计环境在土建工程领域的应用价值。该研究为满足各专业信息需求提供了有效路径，可为后续BIM技术在铁路工程中的应用提供借鉴。     

基于BIM技术的铁路中间站三维设计方法研究及实践

BIM技术是在建筑行业中推广使用的一项重大革新技术,但在铁路建设行业中尚处于起始阶段。通过分析BIM技术特点和铁路行业应用现状,将实现BIM技术的理论和方法应用于占铁路车站数量比重最大的中间站设计中,探索铁路设计行业构建BIM技术平台的新方法。首先对中间站的基元模型划分并进行三维建模,在Access数据库中建立铁路中间站的标准站型库,利用Revit软件平台,结合数据库实现中间站的参数化设计,通过人机交互方式进行编辑与修改,输出设计成果,以支持后续专业的需求与后续功能的实现,满足铁路规划、工可设计研究阶段需求。     

郑州黄河特大桥40m铁路简支箱梁预制架设关键技术

郑济铁路郑州黄河特大桥首次采用40 m简支箱梁预制架设,并基于40 m箱梁的结构特点,运用BIM技术辅助梁场建设、创新装配式预制模具,推动箱梁的绿色建造。本文以该项目为依托,阐述40 m铁路简支箱梁预制架设关键技术,通过对钢筋数控加工、钢绞线穿束台车、自动张拉和孔道压浆系统、静载试验自控系统、管理信息平台等智能化工装和信息系统的开发应用,提升了箱梁预制效率和质量;通过正位提梁工法和运架远程监控技术,攻克了复杂工况下“四线双层”公铁两用桥梁的箱梁架设难题,成功推进了高速铁路40 m简支箱梁的工程化应用,推动了我国高速铁路桥梁建造技术的发展。     

铁路BIM工程化实施策略研究

为解决BIM技术在铁路工程应用中的相关问题,如BIM实施目标不明确,BIM专业人员短缺,BIM相关投入与收益不成正比等,从铁路BIM技术应用、基于BIM的工作流程再造、标准BIM合同文本研制、经济效益量化研究、铁路BIM平台研发、铁路BIM实施标准指南编制和铁路BIM培训等7个方面提出了铁路BIM工程化实施策略,并结合京雄城际铁路工程施工,给出铁路BIM工程化实施策略样例,为BIM技术在铁路工程中的顺利实施提供策略参考。     

铁路客运专线新型桥梁结构与施工技术

结合客运专线建设实践,以铁路客运专线所采用的桥梁新结构及施工技术为研究对象,分析了后张法预应力混凝土箱形简支梁、装配式双向预应力混凝土T形简支梁、钢筋混凝土刚构连续梁、钢与混凝土结合连续梁等新型桥梁结构的特点和施工要点。在此基础上,总结了桥梁设计与施工新技术对今后铁路客运专线建设的借鉴作用,并对今后我国铁路客运专线桥梁结构的设计与施工提出了一些建议。