基于三维地理信息系统与建筑信息模型融合的城市轨道交通线路设计方法

3DGIS(三维地理信息系统)平台可实现城市轨道交通线路规划设计和空间位置优化,并可承载BIM (建筑信息模型)模型的地理环境。通过3DGIS中的线路设计数据在BIM软件的自动集成,实现线路BIM模型参数化建模。根据线路里程与地理坐标的空间关系,采用FBX BIM数据交换格式,按里程将线路BIM模型转换到3DGIS地理空间中,实现3DGIS场景和BIM模型的有效集成,解决了城市轨道交通线路BIM模型集成展示及管理中存在的问题,实现了基于BIM技术和3DGIS的城市轨道交通线路三维设计。     

基于BIM的地下管网快速建模方法研究

地下管线的种类多样性和空间关系复杂性,使得目前直观性差、易出错的二维管理模式在城市轨道交通线路规划和车站建设时存在难以发现潜在的管线碰撞冲突等一系列难题。采用BIM API二次开发技术、数据库技术和C#语言,实现了管线数据提取处理算法、管段与管点连接构件的建模方法,解决了地下管线数据批量自动导入和复杂地下管线模型的快速高效创建关键问题。开发了地下管网三维建模系统,建立了管线颜色色系,实现了地下管网布局直观可靠的BIM表达,系统能够适用于各类型地下管线建模。通过与地下车站及周边构筑物融合进行三维可视化展示,直观地反映了整个地下空间的具体情况,为城市轨道交通地下管网三维建模提供了借鉴和参考。     

基于倾斜摄影的城市轨道交通三维实景环境建模方法

城市轨道交通线路三维规划设计需要更加真实、准确和完整的城市三维实景环境,而现有的建模方法在精度、速度和真实度上已无法满足这种要求。采用倾斜摄影技术,实现了城市三维实景环境快速建立和模型单体化的建模方法,建立具有全要素并带有高精度地理信息的城市三维实景环境,满足线路三维规划设计要求。基于3DGIS(三维地理信息系统)和二次开发技术,实现了三维场景融合和三维实景环境下的线路规划设计及方案的三维漫游展示,为城市轨道交通三维规划设计提供了新的解决方案。     

城市轨道交通线路敷设方式统计分析——基于中国城市轨道交通协会数据分析的研究报告之六

线路敷设方式选择是城市轨道交通规划设计中的一个重要问题。基于2017年中国城市轨道交通协会数据,对2017年我国内地城市轨道交通线路敷设方式进行了统计;将线路分为4种类型,并分类统计分析了线路敷设方式随时间的变化趋势。通过对比分析我国内地郊区型城市轨道交通线路与日本东京和新加坡城市轨道交通线路的敷设方式、分布特征,发现我国内地城市轨道交通线路地上区间占比较低,近年来地下化趋势比较显著;提出合理选择线路敷设方式、提高线路地上区间占比等降低建设和运营成本的建议。     

基于InfraWorks的城市轨道交通项目规划研究

在城市轨道交通线路初步规划设计阶段,建筑信息模型(BIM)的信息化、参数化和可视化优势,能够为工程设计和方案比选提供新的技术支持和平台。以Infra Works BIM平台为基础,对其在城市轨道交通项目规划应用进行了研究。分析了应用的技术路线,实现了基于Infra Works的城市轨道交通地形规划设计、三维场景创建和线路规划设计。研究成果也为基于BIM技术的城市轨道交通全生命周期设计提供了基础和借鉴。     

城市轨道交通地下区间BIM设计研究

通过对BIM在国内外应用现状分析,提出三维模型设计是实现BIM应用的第一步。城市轨道交通地下区间具有模型截面形式各异、装配式与连续结构并存、沿空间曲线分布、细部构造多且分散等特征,导致BIM模型设计面临诸多困难。结合当前轨道交通地下区间BIM设计的现状与需求,从建模软件选择、建模标准、构件库搭建等方面进行研究,对城市轨道交通地下区间BIM设计各阶段中所面临的问题进行探讨,提出当前阶段较为可行的解决思路,促进BIM在城市轨道交通中的应用。     

城市轨道交通三维城市景观快速建模方法研究

城市景观是轨道交通三维地理环境的重要组成部分。基于Google Earth软件批量获取城市空间坐标数据和数字正射影像图,实现城市三维地形重建。利用CityPlan建模软件快速建立多种样式建筑物模型,通过数据库实现对建筑物模型空间信息的有效管理。采用skyline软件的二次开发技术,将城市三维地形和各种建筑物三维模型统一集成,实现了用于城市轨道交通线路设计的三维城市景观的快速建立。     

Unity3D在城市轨道交通线路电子沙盘中的应用

将Unity3D技术应用于城市轨道交通培训领域,主要对城市轨道交通线路电子沙盘的建模和控制进行研究。利用Multigen Creator与3ds MAX建立了城市轨道交通线路场景模型,以Unity3D为三维驱动引擎,Visual Studio C# 2015为脚本编译器,实现了城市轨道交通线路沙盘的漫游,道岔的定位和反位的控制、信号机的变化、列车的运行控制以及人机交互的功能。     

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。     

基于Revit的铁路构件三维建模方法研究与应用

随着信息化和大数据时代的到来,BIM在土木工程领域的发展已经成为必然趋势.但铁路工程具有专业多、体量大、结构复杂、线路长等特点,铁路模型构建难度大、重复性工作多且各组件拼接复杂,建模效率低,直接影响了BIM在铁路工程的应用和推广.为解决上述问题,基于Autodesk Revit平台探索铁路三维参数化建模的思路与方法.通过建立构件族库,利用族样板和族嵌套技巧,实现铁路BIM模型的快速搭建.结合柳州市航二路延长线工程实际,验证了铁路参数化建模的实效性.     

朝阳站富水砂卵石层施工动态降水控制技术研究

以长沙地铁5号线朝阳站为工程背景,对车站工程地质和水文条件,采用理论分析、数值模拟等方法对富水砂卵地层条件下基坑动态降水控制技术进行研究。通过确定降水方法,明确降水过程中地下水位动态水文变化过程排水量的计算公式;得到3个降水阶段基坑降水进入稳定的时间、地表沉降达到稳定需要的时间以及最后的沉降值。     

复合轨枕有砟轨道温度 适应性试验研究

针对复合轨枕线膨胀系数较大的特点,在步入式高低温室内铺设复合轨枕有砟轨道实尺模型,对轨道施加温度荷载,研究其温度适应性。试验中测试了不同温度下的轨距、轨枕长度变化量、钢轨和轨枕的温度。研究结果表明:复合轨枕随温度变化热胀冷缩现象明显,进而引起轨距变化,环境温度变化10℃,复合轨枕有砟轨道轨距变化约0.78～0.81 mm。建议复合轨枕有砟轨道最好铺设在较恒温地区,如隧道内;若在高速铁路中铺设,复合轨枕年温差最大应不超过50℃,同时要注意控制铺枕温度。本文的研究可为复合轨枕的进一步推广提供技术指导。     

悬挂式轨道交通箱型轨道梁巡检车的主动安全系统设计

悬挂式轨道交通系统巡检车主动安全系统运用安全激光扫描仪和速度控制模块,能够测得距巡检车1.5 m以内的障碍物,并发出警报提醒驾驶员减速。该系统在1.2 m以内测到障碍物即向PLC(可编程逻辑控制器)发出危险信号,并自动控制电机制动。仿真结果表明,巡检车正常行驶过程中,遇到突发状况时,经过大约0.34 s,滑行0.8 m即可停稳。在中车青岛四方机车车辆有限公司悬挂式单轨试验线上进行现场测试时,该系统顺利通过了安全测试,验证了该主动安全系统的准确性和可靠性。巡检车主动安全系统能够有效避免事故发生,符合巡检车安全运营要求。     

茂县隧道挤压性变形段锚杆作用效果分析

针对茂县隧道穿越活动断裂带及其影响区所遇到的挤压性变形问题,通过对1号斜井及左洞前期施工变形统计分析,以及现场锚杆施工存在的问题,针对性地提出锚杆施工工艺的改进措施,并开展长期跟踪监测。研究结果表明:锚杆工艺改进前,1号斜井和左洞收敛均值分别为689.2 mm和624.8 mm,且1号斜井变形不收敛,左洞收敛时间达6个月;锚杆工艺改进后,左、右洞水平收敛均值分别为320.4 mm和141.2 mm,相比左洞工艺调整前分别下降77.4%和40.6%,且收敛时间缩短至约4个月;按"孔腔通畅+非收缩浆液+可简单验证和不可逆转灌注满浆"的思路综合性改进锚杆施工工艺可显著提升锚杆质量,发挥其在抑制隧道挤压性变形中应有的作用。     

地铁车辆司机室骨架结构准静态 分析与试验验证

以某型地铁车辆为研究对象,对其司机室骨架结构进行设计与评估验证。根据评估标准,提出骨架结构的设计思路,并基于有限元仿真计算,对3种设计方案进行比选;对整车样车结构进行准静态压缩工况的试验,分别测试压溃力和防撞柱各高度的位移值,通过对试验数据的分析并与评估准则的条件进行对比,发现该设计方案能够满足所有的设计要求;最后,对试验工况进行有限元模拟,并对试验数据和数值计算结果进行对比分析,结果具有很好的一致性,可以作为后续研究的基础模型。     

竹筋格栅加筋山区挖填路基 受力变形研究

利用我国西部山区的竹材作为挖填路基的加筋材料,对湘西楠竹筋材的抗拉、抗弯强度进行测试,并与传统加筋材料的力学性能进行比对;基于Pasternak模型对挖填路基进行简化,对竹材加筋挖填路基抗弯变形性能展开研究;利用FLAC3D有限差分软件建立加筋挖填路基三维模型,就加竹筋格栅、加土工格栅及不加筋3种工况下的路基顶面差异沉降进行对比分析。研究结果表明:竹材能满足规范对筋材力学性能的要求;竹筋格栅加筋能有效减少路基顶面差异沉降,且其加筋效果优于土工格栅。研究成果可为控制挖填路基填挖结合部差异沉降提供技术支撑,为挖填路基的设计、施工提供参考。     

基于渐进均匀化方法的土工格室材料设计与应用

土工格室加筋层设计应考虑其各向异性的力学性能,利用试验方法测得所有各向异性常数较为困难。通过对土工格室加筋层代表体积单元进行多尺度分析和加筋路堤实体建模仿真,得到所需参数。计算结果表明:采用渐进均匀化方法能够计算三维土工格室加筋层的等效弹性常数,并推导出杨氏模量、泊松比和剪切模量;土工格室的铺设方式对加筋层水平方向的杨氏模量、泊松比和剪切模量有显著影响;加筋层水平方向的泊松比分量为负值,表明加筋层在该平面内有负泊松比特性;土工格室在路基中采用45°铺设方式比采用0°铺设方式可减少路基水平方向的变形值,但对竖向沉降几乎没有影响。     

高速磁浮列车悬浮导向传感器故障定位系统研究

为解决上海磁浮示范运营线悬浮导向传感器故障检测和维修时间长、成本高的问题,对高速磁浮列车悬浮导向传感器的信号处理板和线圈柔性电路板进行了分析,利用信号发生设备产生输入信号至被测电路板,由信号采集设备通过串口通信传输到上位机系统与给定信号进行比较,根据比较结果,结合查故障字典来判断故障区域,从而实现悬浮导向传感器离线故障的定位。该方法能够对传感器板卡进行快速定位,提高了维修效率。研究结果对高速磁浮列车的维护工作具有一定的参考作用。     

考虑跨数影响的单线铁路简支梁桥桥墩地震响应

针对8 m和25 m 2种墩高的单线铁路简支梁桥,研究跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。采用OpenSEES程序,分别建立2跨,4跨,6跨和8跨共4种不同跨数的桥梁有限元模型。通过不同方向、不同烈度的地震动作用下地震响应的对比分析,确定跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。研究结果表明:在纵向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而增加,并在跨数多于4跨时增加趋势变缓;在横向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而先增加后减小,并在跨数为4跨时达到最大值。以上趋势随着墩高和地震烈度的增加而减小,但在桥墩屈服前后略有波动。因此,在进行单线铁路简支梁桥的普通高度桥墩地震响应分析时,为了同时提高计算精度和计算效率,建模跨数以4跨为宜。     

岩石相似材料骨料密实级配的定量评判研究

为得到岩石相似材料骨料密实级配的定量评价指标,基于二维颗粒填充理论、颗粒级配曲线及混凝土密实级配研究成果,提出判断相似材料骨料密实级配情况的量化指标,并通过配制4种不同骨料级配的灰岩相似材料,开展不同砂胶比条件下的物理力学试验佐证该量化指标。研究结果表明:建立以细骨比大于界限细骨比、不均匀系数Cu>5与曲率系数Cc=1～3判断骨料达到密实级配的方法是切实可行的;针对灰岩相似材料,骨料级配对相似材料力学性质和变形性质的影响规律不会因胶凝材料的含量变化而改变。