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BIM技术的涵洞一体化设计应用研究

为了实现涵洞设计的计算、出图、工程量统计一体化,依托MicroStation CONNECT Edition平台,研发了铁路涵洞一体化设计程序。(1)根据铁路BIM联盟相关规范,对铁路涵洞构件进行颗粒度分类和编码,并对构件非几何属性进行细化,形成结构化、便于检索的涵洞模型信息数据库;(2)根据涵洞构件几何特点,通过二次开发,建立涵洞构件及附属构件全参数化模型库,并根据构件间约束关系,将各涵洞构件装配为整体三维模型;(3)对构件编码与数据库进行关联,输出涵洞的主要工程数量,实现涵洞的一体化设计。基于本程序,可实现涵洞的三维可视化和参数化批量设计,减少铁路工程中涵洞设计人力资源投入,提高涵洞的设计生产效率。     

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。     

BIM地形建模技术在高速铁路测绘中的应用

为了提高铁路测绘过程中的信息化水平和管理效率,利用BIM技术构建三维地表模型,通过各专业间的协同工作,实现对铁路建设项目的全生命周期管理。利用航空摄影测量技术获取高分影像数据,经过空三加密、点云滤波等处理,得到数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)。采用CATIA软件进行地形曲面创建、地表材质铺贴以及地形裁切,为后序设计专业进行铁路BIM模型设计提供三维地形环境;将该技术应用于BIM铁路项目,模拟项目工点区域的真实三维环境,为路基、桥梁、隧道等专业的二维设计提供直观可靠的设计依据;将BIM技术应用于地表模型创建,辅助后序各专业开展设计,通过协同设计实时对设计变更区域进行合理的地形裁切。还可展示土地的使用情况,帮助管理者制定征地拆改方案,进行安全监管,从而提高铁路建设过程中的信息化水平和管理效率。     

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。     

CATIA二次开发应用于铁路箱涵出入口建模

针对铁路涵洞出入口在各种孔径、角度等约束条件下的批量三维建模问题,以铁路钢筋混凝土框架箱涵通用图为研究对象,以Excel作为数据源对CATIA二次开发进行了研究,利用VB.NET调用CATIA类库,采用独立窗体显示并加载通用图数据,开发出基于VBScript的箱涵出入口三维建模程序。可通过向程序导入Excel通用图数据文件,在CATIA中自动创建、拉伸及裁剪出入口三维模型,并批量输出模型文件。本程序已在铁路BIM相关设计项目中应用,效果良好,改变了手动建模的工作模式,提高了建模效率。     

基于BIM的铁路轨道三维数字化设计系统研究

研究目的:当前BIM技术在轨道工程设计阶段的应用主要表现为依靠不同商业平台实现轨道三维模型的创建,因缺乏通用的软件平台及轨道工程专业模块,易出现零构件模型重复创建、相关专业变更引起的轨道BIM重复设计、模型与数据精度难以满足需求、曲线超高表现困难等问题,因此研发基于BIM技术的轨道三维数字化设计系统,促进轨道BIM正向...     

BIM技术在铁路隧道设计中的应用

阐述BIM在铁路领域中的应用理念和BIM在铁路设计中的发展趋势。针对铁路隧道专业,结合宝兰客运专线石鼓山隧道辅助坑道工程,从斜井模型建立、模型审查和生成二维视图等方面分析BIM在隧道设计中的应用,探索BIM三维模型的建立,实现隧道设计从传统二维向三维转型;提出铁路建设项目各参建方BIM技术应用方案,分析运用BIM技术开展铁路设计的发展趋势。     

基于数字化设计系统的铁路站场BIM自动化建模研究

铁路站场设计是一项复杂庞大的系统工程,应用BIM技术可集成工程项目各种相关信息,形成工程数据模型,实现项目全生命周期中动态的工程信息创建、沟通和管理。然而,当前国内外铁路站场BIM的研究尚处于起步阶段,存在着建模工作量巨大,效率较低的问题。基于此,对铁路站场BIM模型快速构建方法进行了研究,提出基于铁路站场数字化设计系统,可将设计参数信息进行数字化保存,依据参数信息高效驱动铁路站场BIM模型的构建,并对铁路站场数字化设计系统总体架构与BIM模型设计插件的程序模块与流程进行了介绍。通过开发的软件原型系统初步验证,该方法能实现铁路站场BIM模型构建在效率与质量上的双重提升。     

基于BIM技术的铁路桥梁专业技术交底研究

按照中国国家铁路集团有限公司对铁路信息化的总体要求,为提升铁路工程建设水平,在铁路项目中积极开展BIM技术研究及应用。高速铁路桥梁占比高、特殊结构多,施工难度大;基于2D的技术交底形式不直观,不能很好地体现设计重点及施工难点;现有BIM软件交互存在一定壁垒,不同BIM软件共享成果的效果较差。因此开展基于BIM的铁路桥梁专业技术交底研究很有必要,能够很好地解决BIM模型的传递问题,使设计单位BIM模型承接的信息顺利传递到施工单位,更好地指导施工单位进行施工深化研究。同时以可视化、交互化的方法讲解设计内容、重难点工程,辅助施工人员更好地理解设计意图。     

铁路路基工程BIM技术应用研究

建筑信息模型(BIM)的研究与应用可有效提升建设项目设计、施工及运营阶段的效率与安全性,实现全生命周期管理信息化,具有巨大应用价值和广阔发展前景。充分发挥BIM技术在我国铁路行业中的应用,挖掘路基工程中的BIM应用创新点,对提升设计、施工质量具有重要意义。对我国铁路BIM应用现状进行研究,提出众多BIM技术在路基工程专业的应用点,包括结构方案优化、边坡绿化形式比选、挖方算量应用、排水优化设计、接口设计、施工技术交底等内容,将BIM技术应用到实际工程中。     

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。     

京张高铁八达岭地下站及隧道工程信息模型一致性表达

北京—张家口高速铁路是国内第一条全线、全生命周期内所有专业均应用建筑信息建模技术的智能高速铁路。文章结合京张高铁重点工程—八达岭地下站和隧道工程BIM应用,基于铁路工程BIM技术标准,重点研究多专业设计数据一致性表达,构建了八达岭地下站和隧道工程的全要素信息模型,并利用中铁工程设计咨询集团有限公司开发的铁路多专业数字化协同设计软件,搭建了一个协同设计平台,使传统上离散的各专业设计数据能够实现集成展示,方便设计方案的对比和优化,有助于提升设计效率和质量,实现铁路工程的智能化建造。此外,提出将全要素信息模型与能够反映铁路基础设施运营维护阶段真实状况的海量三维点云数据融合起来,为运营维护阶段基础设施一致性检测提供支持。     

铁路桥梁下部结构钢筋BIM模型创建程序研发及应用

2013年起，铁路行业BIM技术落地应用进入快速发展的时期，桥梁专业设计还需手动创建下部结构三维钢筋模型，严重制约实际生产，亟需程序研发，解放劳动力。针对这一现状，结合有关标准、BIM和C语言技术，对Bentley软件原有功能进行二次开发，并总结西康高铁应用实例。结果表明：(1)下部结构配筋程序研发完成，性能和扩展性良好，已应用于多条长大干线铁路；(2)该程序极大提高了模型创建效率和属性信息传递的准确性，从根本上改变了三维模型手动添加属性困难的现状；(3)程序满足深化设计需求，准确生成二维图纸并统计工程量，校核设计成果，提高设计质量；(4)信息模型能够在工程建设多阶段实现共享流转，提升工程建设质量和水平。     

铁路山岭隧道BIM设计应用研究

以铁路山岭隧道为研究对象,通过广泛调研提出了铁路山岭隧道BIM设计技术路线,结合"武襄十"铁路王家庄隧道BIM设计实践,详细论述了铁路山岭隧道BIM设计流程。实践表明,利用BIM技术构建3D模型,可以直观、准确地再现隧道与地质构造、附属结构等的空间关系,避免了常规二维设计的差错漏碰现象;通过三维可视化模型输出二维图纸及进行隧道工程数量统计保证了二维图纸相互关系的正确性及工程数量的准确性。通过应用研究初步实现了BIM与GIS系统结合,并引入FLAC3D软件对BIM隧道模型结构受力进行了三维数值模拟分析。     

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。     

黔张常铁路桑植隧道BIM技术应用研究

当前主流BIM软件平台均无专门针对铁路隧道工程设计的功能,以往手动创建隧道工程BIM存在效率低、精度差和交付成果不规范的问题,致使设计BIM成果价值不能有效体现。依托黔张常铁路桑植隧道BIM试点项目,通过分析研究铁路隧道工程各设计环节BIM建模存在的难点,结合中国铁路BIM联盟发布的相关BIM技术标准,基于Revit软件平台进行二次开发,构建线路与隧道参数化设计数学模型,实现了高效、智能化的铁路隧道工程BIM建模与算量,最后利用BIM成果进行隧道洞口淹没分析、指导性施组设计和可视化交底应用。研究结果表明:通过对现有BIM软件平台进行二次开发,能够有效提高隧道工程BIM建模效率,确保BIM模型精度和交付成果符合规范要求,为后续开展更深层次的BIM应用提供有效的数据支撑。     

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。     

铁路站场工程BIM模型信息审查系统研究

为保证铁路站场BIM模型在设计、创建和应用过程中具备统一且正确的模型特征和信息，以铁路站场BIM模型审查为出发点，基于Bentley-ORD软件开发铁路站场BIM模型审查系统，研究站场BIM模型信息标准规则，并搭建了标准数据库，通过信息读取模块获取模型包含构件的所有信息，利用信息审查和信息修正模块将模型构件的实际信息和标准数据库中的信息格式及内容形式进行对比审查、修正，并输出审查与修正的详情报告。研究表明：基于标准化的BIM模型审查体系，使得通过审查的BIM模型具备符合相关标准要求的结构形式与附加信息；利用批量化模型审查方式，实现大规模站场BIM模型的快速、批量化一键审查与信息修正，显著提高了审查效率和模型修正的准确度；通过应用统一的模型审查标准，反向推动了站场专业BIM设计的三维环境的统一，促进了站场BIM三维设计的标准化，提高了设计效率。     

BIM技术在西韩城际铁路等三条陕西城际项目中的应用研究

近年来,在铁路BIM联盟推动下,铁路行业BIM技术发展迅速。但是由于受铁路行业自身特点的影响,铁路工程BIM技术应用尚未完全成熟。为促进BIM技术在铁路工程中的推广及应用,以陕西3条城际铁路BIM技术应用为案例,对铁路行业BIM技术应用面临的三维信息模型的高效构建、铁路BIM标准的应用、信息的交付与传递等难题进行研究。从铁路行业专业BIM软件的研发、铁路项目BIM标准的建立和完善、BIM综合管理平台的研发等方面对铁路工程BIM技术应用面临的难题提出解决对策。研发适用于铁路各专业的辅助设计软件。编制城际铁路BIM设计应用指南和设计成果交付标准,利用LID编码构建铁路辅助设计各专业结构树,并对铁路联盟IFD标准进行扩展和完善。研发BIM建造管理平台,为设计成果交付和施工阶段的BIM技术应用提供了基础。