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BIM的铁路隧道附属洞室设计研究与应用

为升级设计手段，提高设计质量，实现铁路工程数字化交付，文章以铁路隧道附属设施设计为切入点，通过梳理设计流程、研究优化技术，提出基于建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）的铁路隧道附属洞室设计方法。配合BIM软件的二次开发，该设计方法能有效打通隧道设计上下游数据，显著提升隧道设计智能化水平。实践证明，基于该方法在Bentley平台下开展附属洞室设计，能同时满足项目BIM交付及现有设计规范下二维图纸交付的需要，提升附属洞室设计的效率和质量，实现BIM技术与传统设计的融合，助力铁路行业从BIM辅助设计到BIM正向设计的转变。     

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。     

软件平台在铁路隧道BIM技术的应用研究

从铁路隧道BIM技术研究出发,根据已有研究成果,将欧特克平台与达索平台进行初步对比分析。系统归纳了相关软件的功能和应用领域,并根据隧道工程的特点探索出较优的技术路线,后将两种平台的进行整体对比并归纳各自优缺点,最终提出对于平台选用和后期工作的建议。将对铁路领域BIM技术研究提供借鉴,从而加快实现BIM技术在铁路领域的推广应用。     

基于达索平台的铁路隧道工程全生命周期BIM技术应用探讨

以达索平台为技术支持,探索铁路隧道工程各阶段BIM技术应用的解决方案。通过对BIM理论的广泛调研,提出BIM在铁路隧道工程中的定义并总结其特点,并以宝兰客运专线石鼓山高风险隧道为工程依托,研究BIM技术应用于铁路隧道全生命周期中的技术路线。实践表明,BIM技术可为解决规划、设计、施工、运营各阶段的信息断链问题提供技术保障,使工程信息在全生命周期中得以有效利用与管理,达到优化设计方案、严控施工过程、提高运营管理的目的,为进一步提高我国铁路隧道BIM技术应用水平提供借鉴。     

基于BIM+GIS的运营重载铁路隧道快速建模与信息集成技术

目前各类BIM（建筑信息模型）建模软件中隧道构件库仅具有存储和展示管理功能，无法与实际构件后期应用进行信息交互，极大影响了构件库的应用价值。本文首先确定了隧道构件的编码方式，然后探讨了运营重载铁路隧道BIM快速构建技术和基于BIM+GIS（地理信息系统）的隧道设备服役状态信息集成方法，构建了隧道构件库，建立了典型隧道地质模型和结构模型，开发了隧道地质模型、结构模型、倾斜摄影模型与GIS图像的融合技术；最后根据朔黄铁路现场实测数据开发了重载铁路隧道设备BIM+GIS展示平台。研究成果可为重载铁路隧道设备智能管理提供借鉴。     

铁路隧道防灾救援移动监控系统研究

针对目前铁路隧道防灾救援监控系统设置在就近车站或工务段值班室的固定监控终端不能满足快速救援响应的问题,为提高铁路隧道灾害应急响应能力,提出一种铁路隧道防灾救援移动监控系统设计方案。结合数据云服务平台和移动技术,通过移动互联网将移动终端与路局铁路隧道防灾救援信息系统移动服务平台对接,实现铁路隧道防灾救援移动监控,满足铁路隧道防灾救援的实时移动应急响应需求。     

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。     

基于建筑信息模型的隧道施工管理平台

为了实现工程质量、安全、设备的实时管理,并增强信息的可溯性,本项目基于建筑信息模型(BIM)技术,结合物联网等信息手段,建立了基于BIM的隧道施工管理平台。平台具有设备层、资源层、服务层和应用层等4层结构,以及系统管理、施工管理、管片跟踪、人员跟踪、盾构监控等5大模块,实现隧道工程数字化管理。该管理平台已在上海轨道交通12号线11标工程上得以应用。     

BIM技术在明挖隧道设计中的应用研究

基于京雄铁路机场隧道项目,以隧道正向设计为理念,开展了基于BIM的明挖隧道设计研究。主要研究内容包括:基于BIM的明挖隧道设计流程、明挖隧道结构设计、明挖基坑开挖面设计、明挖基坑围护结构设计、路隧接口设计等。摸索适用于明挖隧道的BIM设计流程,实现明挖隧道设计过程中某些关键节点的正向设计,促进BIM技术在隧道领域的发展,以期对实现基于BIM的铁路工程正向设计提供参考。     

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。     

BIM辅助铁路隧道施工方案可视化设计应用

基于BIM技术的3D可视化设计环境和4D虚拟仿真环境,研究BIM辅助施工方案可视化设计和虚拟推演的方法和流程,以及施工方案的环境、结构和施工设施等三维数字模型设计原则。针对铁路隧道仰拱与仰拱填充施工特点,利用BIM辅助施工方案可视化设计,建立施工方案的三维数字模型,优化设计仰拱与仰拱填充快速施工装备与工艺,模拟方案的施工过程。结果表明,BIM辅助铁路隧道施工方案优化设计,取得了很好的效果。     

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。     

隧道工程BIM应用现状与存在问题综述

与建筑业不同,隧道工程拥有"带状分布、与地质关系密切"等独特的特征,因此隧道工程BIM实施不能照搬建筑业中业已成熟的BIM技术路线。首先对BIM在隧道工程中的应用现状做全面的梳理,分别阐述山岭隧道工程、地铁区间隧道工程和市政隧道工程当前的BIM技术应用现状;然后分析和总结隧道工程在BIM实施的过程中遇到的问题和BIM技术推广过程中遇到的阻碍以及解决办法;最后提出BIM技术在隧道工程中的应用展望。     

盾构隧道BIM参数化建模软件设计与实现

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决盾构隧道三维建模过程繁琐、建模精度不足、建模效率低的问题，提出参数化建模软件研发方案。通过对盾构隧道设计内容和关键技术进行研究，根据核心业务需求，对软件进行整体架构、关键模块和数据库设计，研发盾构隧道BIM参数化建模软件。对盾构通用楔形管片的几何约束和工程约束进行研究分析，建立设计参数与中间推导参数的数学表达式，实现参数间的联动，实现盾构管片BIM模型的参数化创建。然后建立线路数学模型，通过计算高精度线路坐标，完成盾构管片的三维空间定位排版拼装，实现盾构隧道BIM模型的创建。工程应用表明，该软件结构合理，满足盾构隧道建模实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，大幅提高盾构隧道BIM模型的建模精度和效率。     

盾构施工监测预警系统研究与实践

盾构工法已经成为我国城市地铁隧道和部分铁路隧道的主要施工方法,GIS+BIM技术的应用使得盾构机的工作过程以及施工隧道现场状态更加形象直观。目前,盾构机远程监控管理系统正在向着管理信息数字化、机器参数图像化、决策系统智能化的方向飞速发展,已经成为保障盾构施工顺利进行的有效工具之一。盾构施工监测预警系统是一种基于物联网和互联网远程数据传输功能的数字化系统,可实时监控盾构机掘进状态。此外,可利用3D GIS+BIM技术模拟盾构施工的地层条件和现场环境,同时与施工过程中的盾构机全站仪系统数据相链接,形成一套动态的4D施工可视化信息管理系统。该系统可实现盾构虚拟隧道及场景的漫游,沿线建构筑物位置信息提醒,盾构机位置偏差预警、报警及盾构推进状态的可追溯功能,可以为地铁隧道施工项目提供科学、有效的管理手段。盾构掘进参数的总结与分析对后续工点及线路施工的安全风险管控具有较高的参考价值。     

清凉山隧道BIM技术应用研究

以西成客专清凉山隧道为试点,对现有主流BIM软件平台进行比选。开展了基于Autodesk软件平台的铁路隧道BIM技术应用研究。探索出一种适用于隧道工程BIM应用的技术路线,并对BIM模型的交付及后期拓展应用做出分析。     

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。     

铁路隧道防灾救援监控系统方案研究

通过分析国内外铁路隧道防灾救援监控系统方案,针对山区铁路隧道长且成群密集分布、隧线比高的特点,结合新颁布的规范和铁路现有管理体制,提出满足我国铁路实际需要的隧道防灾救援监控系统方案。该隧道防灾救援监控系统方案具有较强的针对性和实用性,可为今后铁路隧道防灾救援监控系统设计提供参考和借鉴,值得加以推广应用。     

分布式隧道安全监测系统信息共享研究

针对当前铁路分布式隧道在线安全自动监测系统中由于相互独立、互不兼容而造成的安全监测信息综合处理困难及难以共享的问题,提出了隧道安全监测数据仓库的概念,同时还提出了面向对象的隧道安全监测时空数据建模与时空表达技术。基于上述方法设计实现的隧道安全监测信息共享与时空表达原型系统已投入乌鞘岭隧道安全监测系统中测试。结果表明,该方法能够有效地实现环境参数的全面监控,为隧道运营管理部门提供隧道安全监测的数据管理、时空分析和可视化等决策支持服务。