BIM技术在沪通铁路线路专业的应用

为推动BIM技术在铁路工程设计中的应用、方便铁路行业选线设计人员了解BIM平台进行铁路线路建模,结合上海—南通铁路（简称:沪通铁路）试点项目,详细阐述BIM平台—Bentley PowerCivil的三维地形建模模块、线路选线模块和选线设计流程。建立的三维地形模型和线路三维模型为桥梁、地质、站场等专业建模提供了基础数据。 Bentley PowerCivil平台在沪通铁路试点项目中的成功应用,可为今后基于该平台开展线路BIM设计提供参考。     

BIM技术在京张高铁标准梁设计中的应用研究

以Bentley软件为建模平台,创建标准梁的BIM模型,对基于BIM技术的京张高铁标准梁设计进行研究。研究表明:(1)标准梁设计的主要控制要素为几何精度与信息深度;(2)在Bentley软件平台上,可以设定标准梁模型的属性附加项,通过对BIM模型不同类别的属性赋值来承载模型的几何与非几何信息;(3)标准梁的BIM模型主要依靠构件模型控制点的平面位置坐标、高程与方向角进行定位。     

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Bentley平台的铁路箱涵设计应用研究

铁路涵洞工程是铁路工程的重要组成部分。箱涵在铁路涵洞工程中应用最为广泛。为了满足铁路涵洞的设计计算及建模需求,解决涵洞BIM正向设计的难题,利用C#语言在Bentley软件平台进行二次开发,继承上游专业(如线路专业、地质专业等)的模型和数据,进行三维可视化人机交互快速创建涵洞模型。研究表明:通过整合现有的桥涵专业设计技术,能够更加智能高效创建铁路涵洞三维构造模型及钢筋模型。基于精细化涵洞BIM模型,能够更加直观、清晰地发现二维设计中存在的不足,提升设计质量。同时,由涵洞BIM模型可以直接生成图纸、统计工程量,大大的提升设计效率。     

基于Bentley平台的铁路桥梁构件参数化建模研究

Bentley作为BIM平台软件提供商之一,虽然在基础设施领域提供了大量软件产品,但仍难以满足铁路桥梁设计的实际需求,需要进行二次开发实现基于线路的桥梁参数化建模。基于Bentley Power Civil的铁路桥梁构件三维参数化设计,以通桥(2009)4301/4201系列圆端形实体墩自动加载PCL文件为例,创建标准图进而建出银西线实体桥墩参考图,合理确定桥墩高度,完成构建的参数化设计。Bentley平台能够进行高效率、高质量建模,实现桥梁三维设计软件参数化、关联化、标准化。     

山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

铁路工程地质BIM技术方法研究

工程地质专业作为各个设计专业的基础,可为智能铁路设计提供基础地质数据。但三维地质建模技术在类似轨道交通和公路、铁路等线性工程方面尚不成熟。基于京张高铁项目,采用地层面剖切法、横向拟合拉伸方法、三棱柱法分别对地质体进行建模,并总结出了适用于铁路工程的BIM三维地质建模方法。     

BIM技术在沪通铁路站场路基设计中的应用研究

近年来,BIM技术已经从概念普及进入应用普及阶段,铁路工程中BIM技术的应用研究也得到快速发展,然而,站场路基因其涉及专业多,成为BIM技术推广重点和难点之一。为研究BIM技术在铁路站场路基设计中的应用,基于Bentley平台,结合沪通铁路BIM试点项目,探索站场路基多专业协同设计的解决方案。首先利用ProjectWise搭建协同管理平台,随后通过PowerCivil创建数字地模并进行线路平纵设计,再利用其横断面模板和廊道功能开展站场路基设计,同时基于Bentley平台开发插件实现框架桥涵和地基加固桩的参数化建模,最终进行多专业模型整合。研究表明,ProjectWise可以实现多专业协同设计,PowerCivil的基本功能结合相应的二次开发可以满足铁路工程站场路基基本应用,并初步实现正向设计功能,但精细化设计还需要进行全面二次开发。     

基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用

为解决铁路桥梁下部结构建模过程中，参数化程度低、各专业协同数据传递不畅等问题，对铁路桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用进行研究。本文为铁路桥梁应用较为广泛的桥墩、基础类型提供了参数化建模方法，提出下部结构协同设计功能的实现方式和流程，并从数据、建模、应用三个层面对开发工作展开论述。在数据层面，提出桥梁下部构件数据结构的定义思路，并基于Bentley平台EC框架建立参数化数据与三维模型间的联系，解决了设计信息的传递问题；在建模层面，基于平台图形接口与参数化模板技术，实现不同截面、不同类型实体的创建，提高了参数化建模功能的适用性；在应用层面，对软件界面及主要功能进行详细介绍，通过将三维参数化建模方法与协同设计数据融合，开发了基于协同接口的三维建模与下部结构计算功能，实现了协同数据的高效利用，保证了三维模型的准确性与设计数据的统一性。该参数化建模方法在通苏嘉甬铁路项目信息模型设计中进行了应用，实现了设计成果的三维可视化分析与各专业接口的快速核查。     

BIM技术在鲁南铁路轨道设计中的应用

结合鲁南铁路试点项目,探索Bentley平台实现轨道设计的流程。阐述鲁南铁路的工程概况,针对项目特点选择平台,并进行简要的分析,提出由源文件、构件库、轨道设计与应用4部分组成的设计流程。Bentley平台在鲁南铁路试点项目中的应用,验证了Bentley平台及软件在轨道专业的可行性,并进一步提出轨道建筑信息模型(BIM)设计系统的构想,为实现轨道BIM的正向设计提供参考。     

基于BIM的铁路路基三维建模方法研究

对基于Bentley平台的铁路路基三维建模方法展开探索和研究:(1)对路基建模方法的研究现状进行总结,认为基于网格和参数化的建模方法较为适用。(2)根据路基结构的造型特点,将路基结构物分为线状构造物和不连续构造物。(3)连续线状构造物建模主要分两步,一是通过编辑横断面构建路基骨架,二是采用放样、拉伸横断面的方式构建路基网格模型,再通过三维可视化检查模型的合理性。(4)对于不连续构造物,如挡土墙、地基处理桩等构件,应采用参数化的建模方法。     

郑万客专复杂地质三维建模中存在的问题及解决方法

为解决郑万客专不良地质和特殊岩土工程地质三维模型的不充分性、地下地质现象的不可见性和地质过程的复杂性等带来的问题,分析修正地形测量数据、地质数据、测绘数据和地勘数据,建立地表地质界线、水系、交通网、覆盖层、透镜体小地质单元和岩溶系统的三维模型,通过地质与数学插值,结合曲面三维模型进行模拟分析。通过TIN和Grid趋势面拟合及NURBS曲面修正,得出描述地质不良体的几何信息、拓扑信息和属性信息。在三维建模与修正分析过程中,这2种方法对解析各种复杂地质体的空间信息、几何信息、拓扑关系和各地质单元的特性信息具有一定指导意义,为郑万客专复杂地质三维建模在工程地质中的应用提供借鉴参考。     

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。     

基于OSG的铁路三维实时交互式可视化技术研究

针对现有铁路三维可视化技术的局限性,深入研究了大规模地形建模、铁路建模、地形模型与铁路模型的融合等关键技术问题。基于OSG开发了铁路三维实时交互式可视化平台,该平台可以实现大规模铁路三维场景的快速构建,具有交互式漫游、场景编辑、信息查询等功能,已在成渝城际铁路项目中成功应用。     

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BIM的三维铁路道岔建模方法研究

在我国大力推进铁路数字化过程中,BIM技术的研究与应用显得尤为重要,道岔三维数字化建模是铁路BIM化作业中的一个重点和难点,目前却很少有人研究。利用VBA开发AutoCAD平台,自主研究道岔各个组成部分和计算方法,设计可视化界面,并结合土木工程设计软件Civil3d,实现基于BIM不同型号的三维道岔建模。研究结果表明:设计中重复,固定的过程由计算机系统自动完成,对道岔的设计效率、准确性和直观性都具有十分重要的意义,同时,道岔BIM模型是铁路线路BIM模型的一个重要组成和补充,可以嵌入整个铁路项目BIM模型中。     

矿区三维可视化技术研究

三维可视化是当前数字矿山理论及其技术研究领域的关键问题之一。介绍地质数据来源、类型和特征 ,明确了三维地质模拟的目的、任务以及流程。在现有的三维地质模拟的数据模型和数据结构基础上 ,结合大柳塔矿井具体地质特征 ,提出了“区别对象分别建模”的建模方法 ,建立矿井地表、地质体、采矿工程的可视化模型。通过研究空间离散数据组织和管理 ,结合大柳塔矿井钻孔实际情况 ,最终设计了钻孔数据库并实现了三维环境中的可视化。采用以上地质模型对大柳塔矿井进行实际应用 ,地质效果分析表明 ,达到了预期的研究目标     

区间测试评估平台的三维交互虚拟场景子系统软件设计

区间信号系统测试评估平台是对铁路区间自动闭塞信号系统进行可靠性、安全性测试及评估的平台。三维交互的虚拟场景子系统是铁路区间信号系统测试平台的一个子系统 ,它为该平台提供了一个虚拟的现场环境。场景子系统划分为 3个子模块 :底层部分、三维模型库、铁路区间仿真部分。底层部分的设计应用了一种支持三维图形重用的动态链接库 (DLL)层次设计方法 ,从而使系统的结构更为合理。基于OpenGL的DLL能提供显示三维图形所必需的各种必要条件 ;能对三维模型库中的基本三维模型进行读取 ,并在OpenGL中重现等。场景子系统的设计中 ,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构 ,并实现了三维虚拟场景的建模和铁路区间自动闭塞的仿真。     

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。     

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。