基于三维协同的铁路框架箱涵正向设计研究与应用

为了研究涵洞在三维场景下的协同设计、模型实时交互创建方法与二维成果转换，基于BIM、协同设计平台与数字化技术，形成了数字化三维铁路箱涵设计软件。提出：(1)各涵洞构件以不同的工程与结构特性分类建模，再整体拼装，将涵洞常用工程参数融入建模过程中，并通过不同的适用条件与分类标签对涵洞进行数据库管理，便于设计复用；(2)基于不同层级构件使其形成构件树列表，对项目中的涵洞工点进行管理，调用协同接口读取线路、地形、路基等关联专业的三维BIM模型作为环境参数与约束条件进行正向设计，实时调整涵节布置、斜交角度、填土厚度、涵轴坡率等结构控制参数；(3)建模完成后，可通过协同接口输出涵洞的结构尺寸、位置信息等工程信息，向专业计算软件与二维出图软件提供交互数据，提高不同专业间、不同设计阶段间的信息传递效率，并输出二维图纸成果，实现了基于三维协同BIM模型的数字化设计信息高效传递和利用。该铁路箱涵三维设计软件在成达万铁路中进行了应用，快速进行数百个涵洞正向设计，并根据实际环境进行设计调整，优化设计参数，排查不同专业间接口问题，相比以往的设计方式极大地提高了三维建模效率，减少人为因素产生的设计问题，为桥梁工程...     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM正向设计研究

随着铁路工程建设数字化水平的不断提高，为满足铁路隧道智能设计的应用需求，对铁路隧道BIM正向设计进行研究并完成相关设计程序研发。以Bentley平台为技术支持，结合隧道设计流程，形成了一套铁路隧道BIM正向设计系统，涵盖正向设计方法和设计成果输出。正向设计方法包含模板库参数化设计、构件库参数化设计、隧道纵断面设计、隧道洞身模型生成、隧道洞门参数化设计；设计成果输出包含三维模型应用、工程量统计、二维图纸生成。详细介绍参数化设计、纵断面设计、二三维联动等关键技术方案和程序实现原理，提出在设计数量及体量较大构件和差异性较大构件时智能化程度不高的问题，并针对性提供解决方案和后续研究建议，总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、多专业协同、结合地形设计等方面的优势。     

基于BIM技术的接触网三维数字化设计软件研究

为满足铁路接触网设计BIM建模要求，解决当前接触网三维建模速度慢、软件参数化程度低等正向设计过程实施困难的问题，根据接触网专业的建模流程和设计人员的工作内容，提出以数据为依托的参数化建模解决方案。采用Openrail Designer软件进行接触网三维数字化设计软件开发，实现了协同设计平台路桥隧等专业接口资料获取，接触网构件参数化设计管理，支柱布置，腕臂、悬挂自动装配，二三维图纸同步和工程数量清单输出等功能，详细介绍了接触网支柱、腕臂、补偿装置等构件参数化建模的关键技术，专业间数据协同、接触网三维模型的自动创建以及二三维模型绑定等方法，促进了专业间数据的协同交互，提高了BIM模型的创建效率，为接触网BIM正向设计提供有效工具支撑。     

基于BIM技术的三维铁路路基信息模型分析

论述建立铁路路基信息模型必要性。对资源层、核心层、共享层、领域层、路基三维模型信息交付标准和铁路路基字典框架进行定义和分析,提出基于IFC的路基建模平台架构和路基BIM三维信息模型应具备的功能,并针对模型应用进行阐述和分析。实现模型集成和展示平台,是路基工程提高工作效率与质量的根本保障。     

基于BIM技术的铁路路基设计应用研究

BIM技术在铁路行业不断发展,工程应用越来越多,现有软件已经无法满足铁路路基BIM技术设计需求。为满足铁路BIM联盟颁布的铁路工程信息模型相关标准,基于欧特克平台,针对铁路路基BIM技术正向设计需要,进行了多项二次开发。研发系统以数据为核心,结合快速建模、模型出图、数量计算等功能,探索铁路路基BIM正向设计技术。充分利用欧特克平台BIM设计软件的优势,结合既有CAD设计软件,在西韩城际铁路建设项目进行了技术验证。结果表明,研发系统的铁路路基BIM技术设计路线可行,设计深度基本满足正向设计要求,不断地进行深化研究,可以进行推广应用。     

基于Bentley平台的铁路路基BIM正向设计研究

目前,主流BIM软件未具备针对铁路路基工程的设计功能,无法满足铁路路基BIM设计要求。依托丽香铁路路基工程,结合铁路BIM联盟相关BIM标准,总结铁路路基工程BIM设计流程,基于OpenRail Designer进行二次开发。根据设计流程,在二次开发的系统中完成铁路路基BIM设计。在此基础上,对设计中的构件库建立、工程结构检算、设计成果输出、信息附加与传递等方面存在的问题进行分析探讨,总结铁路路基工程BIM正向设计要点。研究结果表明,在Bentley平台上进行二次开发,能够有效提高铁路路基BIM设计效率,设计成果可为后续阶段更深层次的BIM应用打下良好的模型与信息基础。     

基于数据库的铁路路基横断面设计系统

铁路一般路基横断面设计工作量很大，应用计算机辅助设计技术，可以节省大量人力，提高设计效率。通过对铁路一般路基横断面设计数据的分析和分类，建立了一般路基横断面数据库，应用ObjectARX2000和面向对象的编程技术实现了一般路基横面自动和交互设计，内容包括跑基边坡设计，土石方工程数量计算，标准路基挡墙设计及图形绘制，论文介绍了机助设计系统，以Windows9X为操作系统,在VisualC 6.0环境下开发，依长VisualFoxro6.0应用数据库，完全运行在AutoCAD2000的图形环境下。     

铁路矿山法隧道BIM建模标准研究

针对铁路矿山法隧道BIM模型使用需求,研究施工图设计模型的构件命名规则与代码规则,以及建模精度与信息粒度等模型创建要求,建立铁路矿山法隧道施工图设计模型,建模精度、构件信息粒度包含施工工序和传统的二维施工图设计信息。研究成果符合现行的铁路隧道设计规范与标准要求,并结合依托工程得到成功实践。     

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在基坑工程中的应用探索

在铁四院总部设计大楼基坑工程中尝试采用BIM技术,进行基坑支护结构的施工图设计,模拟三维地质地层模型,并进行基坑施工工序的模拟,同时统计支护结构构件数量和开挖土石方量。     

快速三角网数模建模技术

数字地面模型(DTM)是土木工程计算机辅助规划设计的基础,对铁路的勘测设计自动化而言显得尤为重要.本文结合铁路线路设计的强带状区域数模的特点,提出了一种考虑地形特征线的三重网格快速三角网数模的总体构思和实现技术.应用表明,该模型具有精度高、速度快的特点,达到了线路初步设计的精度要求和实时交互设计的速度要求.     

基于达索系统的轨道BIM设计算量方法研究

建设数字化铁路离不开可覆盖轨道工程全生命周期应用的BIM技术。在轨道工程BIM设计工作中,工程数量计算是一项重要的设计内容。采用IFC标准作为BIM数据存储标准并扩展其定义,以适用于轨道BIM工程算量。将按照扩展定义的IFC架构建立的轨道模型,通过ENOVIA端导出为XML文件格式并解析XML文件,可以得到轨道BIM设计工作中的工程数量。采用该方法计算工程数量精度可靠、效率较高、应用灵活,且可拓展适用于其他专业。     

多旋翼单镜头无人飞行器倾斜摄影测量技术在施工中的应用

工程施工过程中往往需要对局部地形及地物分布、线路与周边地形关系、土石挖填方量、构筑物几何特征等进行较设计过程更加详细的测量以指导施工。采用传统测量方式在精度和工作量上难以取得双向高效的结果。多旋翼无人飞行器可不受地形约束,通过相机以较高的航速对航测区域进行扫描拍摄,通过倾斜摄影测量技术对航测区域进行模型重建继而获得携带更加准确丰富的地物、位置、几何信息的三维模型。本文以大同至张家口高速铁路为施工背景,通过局部地形测绘、路基填方体积计算、既有构筑物信息三维数字化等施工实例,介绍了其在工程施工中的应用。     

高速铁路路基帮宽工程复合地基有限元分析方法探讨

路基帮宽工程势必引起既有路基沉降，在高速铁路建设过程中，高效开展复杂工况下多个路基断面的沉降计算并获得更精确的沉降预测值十分重要。目前常规使用的二维简化计算模型，由于较少深入研究简化理论，存在精度不足误差较大的问题，而大型的三维计算模型，存在建模工作量大，计算收敛困难等问题。基于有限元软件ABAQUS,分别建立典型路基帮宽工程的二维和三维模型，推导三维至二维的群桩弹性模量和重度转化公式，并讨论土体弹性模量和重度的加权平均计算方法，转化后的二维与三维模型计算结果差异率小于2%。通过沉降计算结果，研究了桩土接触面摩擦系数设置对沉降结果的影响，其对附加沉降值的变化影响率小于1%;开展桩基弹性模量的参数分析工作可以得出，对于路基复合地基处理措施，当桩基模量大于1 GPa时，对附加沉降的控制效果明显减弱。     

基于达索平台BIM建模工程数量计算方法

目前铁路BIM在设计方向的应用仍局限于模型建立阶段,对于BIM全生命周期的管理特性应用并不广泛,还有许多功能有待研究。介绍一种基于达索平台铁路BIM建模在工程数量导出和自动计算方面的应用,利用IFC扩展形式标记工程数量,在达索平台导出包含工程数量信息的XML文件,最终由统一汇总程序进行工程算量报表的自动生成。该方法首次实现由铁路BIM模型到工程算量报表的自动生成。     

基于Bentley平台二次开发的铁路房屋结构设计关键技术研究

近年来，随着铁路工程BIM应用研究的不断深入，铁路隧道、桥梁等站前专业BIM设计已逐步转向Bentley平台。为保证铁路BIM数据的无损交互，铁路房屋BIM设计平台也将逐步转向Bentley。然而，目前针对Bentley平台开展铁路房屋结构设计方面的研究较为欠缺。对此，以西十高铁BIM设计为试点，从铁路房屋结构BIM设计着手，提出一套包含构件便捷定位系统、平法标注信息录入、结构工程量统计的解决方案。该解决方案创新性提出了将结构二维平法表达与BIM设计相融合，通过建立平法标注工具，可在对三维空间进行剖切后形成的二维视图中进行平法标注，标注信息将通过其关联数据库同步至相应的三维构件属性中，实现二维空间标注与三维构件属性间的联动；并通过对Bentley平台OBD软件进行二次开发，最终实现了在西十高铁房屋结构BIM设计中的应用。     

基于空间分析的铁路横断面土方数量自动统计

研究目的:本文主要研究了基于空间解析的铁路路基横断面成分结构识别及分类土方数量自动计算。在传统铁路设计中,路基横断面土方量的计算依靠人工量取,效率低下,且不同工程人员对结构归类存在认识偏差,有必要对路基横断面各部分的结构进行提取并计算结构数量。为了对各个断面的土体结构准确地分类提取,首先需要对图形中各要素进行过滤筛选、归类及预处理;依据线要素的拓扑关系采用空间定向跟踪的方法对断面的主要填方成分结构进行逆时针追踪确立最小包围圈,同时对总填方以逆时针方向寻找最大包围圈,利用微积分法计算各包围圈面积,对不同地层的挖方依据其嵌套关系按照差分法进行计算求取;最后,对所有路基断面的各种工程数量自动输出形成规范化的统一表格。研究结论:(1)本方法应用于多个铁路工程的初步设计与施工图设计阶段,在工程实践中得到了验证,对路基断面的识别及统计准确率在90%以上;(2)本方法有效地解决了路基土方数量自动统计的难题,提高了工作效率数十倍以上,在辅以人工预处理及检校的基础上可以应用于生产设计。     

快速三解网数模建模技术

数字地面模型（DTM）是土木工程计算机辅助规划设计的基础，对铁路的勘测设计自动化而言显得尤为重要。本文结合铁路线路设计的强带状区域数模的特点，提出了一种考虑地形特征线的三重网格快速三角网数模的总体构思和实现技术。应用表明，该模型具有精度高、速度快的特点，达到了线路初步设计的要求和实时交互设计的速度要求。     

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。     

基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究及应用

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升，以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状，开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究，提出了不同阶段铁路三维大场景的制作方法，构建了铁路勘察设计数据库并开发了后台数据管理系统，研发了大场景铁路线路设计优化与决策系统(简称“大场景平台”),实现了铁路三维大场景网络化构建、多源数据管理以及三维虚拟踏勘、专业调查、线路优化、专业设计验证、成果展示等应用功能。经过铁路工程项目实际应用，大场景平台能够满足铁路勘察设计人员室内开展三维数字勘察与设计优化的应用需求，可明显提高铁路勘察设计作业效率及数字化技术水平，并为设计成果数字化交付打下了良好基础。