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IFC的轨道交通BIM构件标准库研究

针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致 BIM 模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通 BIM 构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的 IFC表达,以及适配 IFC 标准的扩展机制;其次,提出轨道交通 BIM 构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业 BIM 构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究 BIM 构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程 BIM 模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的 BIM 构件标准库,能够促进参建方采用标准化的 BIM 构件模型创建轨道交通 BIM 项目模型,保障 BIM 模型的规范性。     

基于数字化技术的铁路路基三维信息模型算量方法研究

路基工程在铁路建设中非常重要，其数量直接影响到铁路建设的投资，因此精确计算路基工程数量非常关键。传统二维设计计算工程数量是根据实测横断面采用平均距离断面法，未有效地根据地形变化对数量进行实时交互计算，导致数量与现场实测值有一定差别，尤其在地形起伏变化较大的丘陵地区差别更为显著。基于数字化技术及多专业协同技术形成的三维设计模型，实现了全方位、多角度查看、构件单元快速识别、构件与地形面数据化交互，从而使设计精度更高，提取的数量相对更精确。以某高速铁路工程为例，详细介绍铁路路基三维信息模型算量方法在铁路正向设计中的应用，将传统二维设计算量与断面法和基于数字化技术的三维信息提取法算量、网格划分法计算土石方数量做了详细对比并得出具体指标值。通过对比分析，总结铁路路基三维信息模型算量的优劣。与传统二维设计算量相比，基于数字化技术的三维信息提取算量方法具有更高的精度、更快的计算速度和更强的交互性，可以在铁路正向设计中发挥重要作用；提出针对不同类型构件、土石方分别采用信息提取法、网格划分法的一整套路基三维信息模型算量方法，大大提高工程算量精度，计算结果更准确。     

基于IFC4标准的桥梁工程数据存储标准研究

论述桥梁工程信息存储标准总体原则,在IFC4标准基础上,遵循其固有模式,为定义一般桥梁结构、定义结构之间的相互关系,以及桥梁结构中应附加的基本属性信息进行研究。从桥梁空间结构、桥梁构件、零件等方面阐述和分析桥梁工程信息模型实体类的扩展,分析和定义桥梁构件关系与属性集,提出若要实现铁路BIM跨平台的应用,建议在结构分析、施工等领域进行扩展定义等结论。     

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Revit的高速铁路双块式无砟轨道BIM设计软件研究

近年来,BIM技术依托多个试点项目逐步在铁路行业中推广应用。作为信息的载体,模型创建是BIM关键技术之一,但依托现有的BIM商业平台,难以实现轨道工程信息模型的创建以及专业间、阶段间协同设计。针对双块式无砟轨道结构,采用数据驱动的方式,以Revit软件作为三维图形引擎开发轨道BIM设计软件,研究轨道零构件参数化模型超高、方位角、坡度等参数的表达方式,基于线路、路基、桥梁、隧道等专业接口信息,分析轨道超高设计、配板设计、数据模型,自动创建和更新轨道信息模型。研究表明,利用双块式无砟轨道BIM设计软件,能够形成道床板、底座等轨道构件参数化模型、全线轨道数据模型以及BIM模型,提高建模效率和精度。研究成果初步支持专业间的数据协同,支持无砟轨道设计、施工阶段的信息管控与共享,推动了高速铁路轨道工程BIM正向设计。     

客运专线铁路路基沉降控制的若干问题

研究目的:客运专线路基工后沉降控制标准高,目前的地基处理理论与设计方法主要是针对传统的软弱土地基,并不完全适合客运专线路基工后沉降的设计计算与地基加固处理,本文对遇到的若干问题进行分析探讨,提出可采用的方法.研究结论:通过对确定压缩层厚度各种方法优缺点的分析,给出了压缩层厚度计算方法;在分析轨道、列车以及运架梁车等荷载特点的基础上,通过对路基稳定、沉降变形的控制因素分析,对轨道、列车与运架梁车荷载在稳定、沉降计算中的考虑方式与简化形式提出了建议;通过对各种基础形式的荷载传递特性、复合地基的形成条件等内容的研究,提出客运专线路基沉降控制分析应根据路堤基底垫层形式、加固桩的类型,采用复合地基或复合桩基理论进行.     

青藏线多年冻土路基设计概述

根据多年冻土的特点,阐述了青藏线多年冻土路基设计原则、适用条件和路基设计及全球气温变化对多年冻土路基稳定性的影响.     

基于达索平台的路基工程BIM设计方法研究

以中国铁路总公司某BIM应用试点项目为依托,基于达索平台总结路基工程BIM设计中准备阶段、设计阶段和出文件阶段等一系列设计流程,根据该流程完成了试点项目路基的BIM设计。在此基础上,对路基工程BIM设计中模型搭建、路基专业与各专业的协同性、BIM设计方法与传统设计方法对比分析等进行阐述,并对基于达索平台的路基工程BIM协同设计方法的适用性进行分析探讨,为铁路路基工程BIM设计提供借鉴。     

某新建铁路绿色通道设计研究

铁路的绿色通道可以起到稳固边坡、保持水土、美化路容等作用。采用工点分区和多因素影响分析等方法,对某铁路的绿色通道设计进行研究。根据适用的绿化形式和基本原则,将该新建铁路分为路基、桥梁和站区三类工点,分别采用灌乔结合、灌草结合和以观赏性植物为主的绿化原则;在苗木种类和建植方式选择方面,采用对比分析的研究方法,选取了与既有绿化有机统一的植物种类。研究表明:铁路绿色通道建设应根据工点类型选择相应的绿化形式,路基的绿化设计应根据边坡高度以及是否有排水沟进行有机调整,苗木种类和建植方式应与当地自然环境和既有绿化有机结合。     

解析中东地区第一条高速铁路高填深挖路基

介绍法国设计的中东地区麦加—麦地那高速铁路概况;对其路基地基控制与路基本体控制标准、路基填方高度和挖方深度进行分析。根据不同地质和风沙区域情况,对南部低山丘陵区路基、西部海滨平原区路基和北部山间平原区路基填挖高度进行解析。提出我国铁路设计企业应改变设计模式和设计思路,结合设计规范、规则,以最低的工程投资为基准目标,提高我国铁路设计单位国际竞争力。     

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。     

青藏铁路多年冻土路堤施工技术分析研究

研究目的:通过分析研究片石通风路基、热棒路基、通风管路基施工技术的工作原理、施工工艺和方法、主要质量保证措施和实际应用效果,总结青藏铁路多年冻土路堤施工技术,为高原多年冻土路堤施工提供技术支持.研究结论:根据分析确定不同冻土施工技术的适用范围,灵活选择冻土施工技术.路基面过宽、暖季过长的冻土地段不宜选择热棒路基;通风管路基与风向密切相关,目前我们很难把握风向,建议少采用通风管路基;片石通风路基要注意选好石材,防止地表水进入路堤;在高路堤地段,建议采用以桥代路方式通过.     

铁路路基承载力设计方法的探讨

研究目的:《铁路路基设计规范》对路基基床范围内的天然地基承载力采用统一标准,该标准只与铁路等级有关,而与上部荷载及边界条件无关,这与地基承载力的基本定义存在矛盾。基底为软弱地基的低矮路堤,采用复合地基加固时,为满足规范对于地基承载力的要求,必须采用较小的桩间距,此时沉降、稳定已经存在较大富余量,造成很大浪费,给设计者带来很大的困扰。针对上述问题,本文以单线铁路路基为例,探讨全新的铁路路基承载力设计方法。研究结论:(1)铁路路基基床范围内的天然地基承载力要求不宜采用统一标准,宜根据上部荷载及边界条件计算确定;(2)路基基底压应力可根据上部荷载采用常规的地基力学模型计算确定,天然地基承载力应根据边界条件进行修正,路基基底压应力小于或等于修正后的天然地基承载力即为满足设计要求;(3)本文探讨的设计方法理论依据充分,计算原理简单,设计结果合理,可有效地避免工程浪费,可以为铁路路基设计方法的改进和完善提供一定的借鉴作用。     

现代有轨电车轨道路基联合优化分析

为得到有轨电车典型轨道路基最优设计参数组合,采用大型有限元分析软件ANSYS建立轨道路基空间耦合模型,运用正交试验方法研究扣件刚度、轨道板厚度、支承层厚度、基床总厚度、基床压实指标K_(30)这5种因素对轨道路基的受力和变形分布规律的影响。根据极差分析方法,确定影响轨道路基设计方案技术性指标和经济性指标的因素重要性次序,同时以基床总厚度为指标对比分析轨道路基联合设计方法与传统路基设计方法之间的区别。结果表明:采用轨道路基联合设计方法得到的轨道路基方案较传统单独设计方法获得的方案更加经济合理;综合考虑轨道路基设计的技术性指标和经济性指标,确定最佳轨道路基设计方案为扣件刚度40 k N/mm、轨道板厚度0.2 m、支承层厚度0.4 m、基床总厚度0.8 m、基床压实指标K_(30)(110 MPa/m)。     

遂渝线无砟轨道桩-网结构路基及其试验研究

研究目的：为实现无砟轨道铁路路基严格工后沉降的控制,遂渝线无砟轨道综合试验段首次采用了桩-网结构路基方案,其工作机理及其承载特性需要研究。研究方法：采用数值计算分析、离心模型试验、室内循环加载动态模型试验、现场实验等方法对无砟轨道桩-网结构路基承载特性、工作机理进行了系统的试验研究,基于试验研究研究成果,就桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术进行了讨论。研究结果：基于试验研究研究成果,初步提出了桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术。研究结论：桩-网结构路基具有竖向沉降变形小、变形稳定时间短的突出优点。桩-网结构可用于无砟轨道铁路深厚软弱地基加固、已建土质路堤的加固、无砟轨道道岔区等特殊地基加固。     

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...     

轨道交通站场BIM设计建模探索

轨道交通站场BIM设计专业软件较为欠缺,为了提高设计效率,统一设计标准及数据格式,基于Bentley的基础图形平台Microstation进行二次开发,对站场设计构件进行对象化、实体化处理,并提出站场股道设计、路基设计、构件设备库等BIM设计方面的技术路线和解决思路.研究表明,在参考股道位置的基础上,软件可自动化生成站...     

哈大高速铁路路基冻胀规律及影响因素分析

根据哈大高速铁路路基冻胀的测量和普查结果,进行系统分析和对比,提出严寒地区无砟轨道路基冻胀的特点和基本规律,分析路基冻胀的水分、温度及细颗粒含量等影响因素,从结构设计角度提出预防和减弱冻胀的设计优化建议,对严寒地区无砟轨道路基冻胀处理及结构优化设计具有重要的指导意义。