高速铁路轨道BIM设计系统研发

目前,BIM技术在建筑领域已有较多研究和应用,并开发出相应的专业设计软件,而在高速铁路轨道专业尚缺少相应的专用软件。基于Bentley平台的MicroStation软件进行二次开发,根据正线及站线各类常用轨道结构的设计流程,结合中国铁路BIM联盟相关标准,实现各类线下基础上有砟轨道及CRTS双块式无砟轨道的BIM设计、钢筋混凝土结构配筋,以及轨道结构模型信息添加、工程数量统计等功能,并提供CRTSⅢ型板式无砟轨道布设接口。研究结果表明：该轨道BIM设计系统适用于高速铁路轨道专业各个设计阶段,程序界面友好、操作简单、运行稳定,能大幅提高轨道专业BIM设计效率,设计成果可为后续阶段更深层次的BIM应用打下良好基础。     

福厦铁路CRTS双块式无砟轨道BIM技术应用研究

结合福厦铁路BIM试点项目,将Dynamo可视化编程技术应用于铁路无砟轨道BIM设计中,阐述轨道BIM参数化设计思路和流程.针对项目特点,建立轨道部件自适应构件模型,采用Dynamo编程定义节点的逻辑关系.实践表明,该技术可提升CRTS双块式无砟轨道结构建模效率,提高设计质量,对类似应用具有推广和借鉴意义.     

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题，阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果，通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型，将轨道结构设计流程进行数字化表达，依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件，研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统，系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模，软件使用流程契合轨道设计工作流程，轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体，大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

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。     

双块式无砟轨道设计建造信息一体化系统研究

双块式无砟轨道因其稳定的技术、相对较低的造价等因素,成为我国高速铁路主要无砟轨道结构型式之一。但是目前国内外针对该类型的无砟轨道设计施工还沿用传统模式,即设计单位提供蓝图,施工单位按图施工,施工过程若遇到与设计条件不一致时,设计单位需进行变更设计,施工单位再根据变更设计文件进行施工。传统的管理模式在设计专业间协调、施工图信息更新、设计建造信息追溯、项目参建单位间沟通等方面存在诸多问题。为提高双块式无砟轨道建造质量和效率,本文针对双块式无砟轨道的特点,开发了高速铁路双块式无砟轨道设计建造信息一体化系统,实现了双块式无砟轨道设计建造的数字化和自动化,为高速铁路双块式无砟轨道建设提供信息化支撑。     

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...     

基于BIM的黄黄高铁无砟轨道智能建造创新应用

针对铁路轨道建造过程中存在的专业间协同设计困难、建造质量和进度管控难度大等问题,结合黄冈—黄梅高速铁路项目轨道建造重难点,对基于BIM的CRTS双块式无砟轨道智能建造主要内容进行阐述。基于该项目开展全线轨道BIM正向设计,形成轨道施工数字化交付成果;打通BIM成果与现场施工信息化装备之间的接口,通过多层分级铺设调控技术指导轨道智能建造;建立轨道BIM建造管控平台,智能分析现场实测数据,实现建造过程的高精度管控。实践表明,该研究成果可提高CRTS双块式无砟轨道结构建模效率和设计质量,实现现场施工指导、数字资产管理,促进建设、设计、施工、监理等单位的高效沟通,对推动我国高速铁路轨道的数字化、信息化、智能化、智慧化发展具有重要意义。     

支承层参数变化对双块式无砟轨道结构力学性能的影响

针对双块式无砟轨道的结构形式,建立了钢轨—扣件—轨下垫板—双块式轨枕—道床板—混凝土底座—弹性基础的有限元分析模型,应用ABAQUS软件,对比分析了支承层参数变化对于双块式无砟轨道结构力学性能的影响,为双块式无砟轨道的设计提供依据。     

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...     

BIM+AR技术在高铁无砟轨道监测中的应用研究

针对传统高铁无砟轨道监测在传感器参数与布点布线信息查询、监测数据处理与分析等方面存在的可视化水平低、直观性差等问题,借助BIM和AR技术,研究无砟轨道监测信息管理和表达方法。在总结道床板伤损病害及关键监测参数的基础上,搭建了双块式无砟轨道、监测设备模型;基于Unity3D平台,开发传感器参数及布点信息AR查询终端;采用可视化编程工具Dynamo,构建道床板轻量化模型,将监测数据与道床板模型动态关联。将其应用于兰新高铁双块式道床板监测中,结果表明：AR信息查询终端可实现道床板监测设备参数与布设信息的快捷查询,有效提高监测信息管理效率;道床板板端倾角与温度梯度变化峰值出现的时间一致,监测数据与模型的联动能够反映真实情况下道床板的位移和变形情况,BIM的应用可提高监测数据分析和服役状态观测的直观性。     

轨道交通梁式桥BIM辅助设计软件开发研究

为了满足轨道交通桥梁设计中的专业计算和建模需求,解决BIM桥梁正向设计实施困难的问题,结合轨道交通项目梁式桥的设计流程和操作习惯,提出以数据为依托的参数化解决方案。选取Bentley公司的Microstation软件进行轨道交通梁式桥设计程序开发,所开发的程序具有地质和线路专业资料获取、桥梁墩台及基础等构件管理、孔跨布置、墩台计算、一键式BIM模型创建、一键式计算和工程量清单输出等功能,为轨道交通桥梁BIM正向设计提供了有效的工具支撑。     

高速铁路无砟轨道—路基变形计算模型的研究

基于高速铁路路基工后沉降产生于地基沉降变形的机理及无砟轨道各结构层间关系的处理,研究高速铁路无砟轨道—路基变形计算模型。以双块式无砟轨道为例,以下部边界分别为地基面和路基面,道床板与支承层间的关系分别按层间接触和层间结合良好考虑,构建不同条件下的无砟轨道—路基变形计算模型。采用ABAQUS软件进行模型的计算,结果表明,下部边界为地基面和层间关系按接触考虑的计算模型能够反映轨道长波不平顺产生于路基变形的机理,计算结果符合双块式无砟轨道实际的结构特点和受力特征;而下部边界为路基面和按层间结合良好构建的无砟轨道—路基变形计算模型,由于支承层直接承受输入的"强制性"变形荷载,改变了无砟轨道适应路基变形的协调关系,从而导致路基变形引起的无砟轨道层间离缝及支承层产生的拉应力计算值过大,不符合双块式无砟轨道的结构设计原理。由此验证了下部边界为地基面及无砟轨道各结构层按层间接触构建无砟轨道—路基变形计算模型的合理性和可靠性。     

长(沙)昆(明)客运专线轨道结构设计综述

系统总结长昆客运专线无砟轨道结构设计技术,主要包括CRTSⅠ型双块式无砟轨道、CRTSⅡ型板式无砟轨道、过渡段轨道设计、钢轨伸缩调节器设置等,结合长昆客运专线项目的特点,对其轨道系统设计中的难点和重点进行介绍。无砟轨道结构形式应根据线下工程类型合理确定,集中成段铺设。山区铁路宜采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道,为减少温度调节器的设置,大跨度连续梁地段可采用CRTSⅡ型板式无砟轨道,特殊大跨度桥梁地段宜设置钢轨伸缩调节器,无砟轨道路基与桥梁过渡地段应设置过渡措施。     

武广客运专线CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道施工设备配套研究

研究目的:由于无砟轨道的突出优点,我国在建或拟建的高速铁路广泛应用无砟轨道技术.武广客运专线建设在我国铁路建设史上具有重要的意义,其应用的CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道系统是在德国RHEDA2000双块式无砟轨道系统上发展起来的,该技术对于我国还是一项新技术、新工艺,也需要使用新设备.其施工设备的配套性能决定了无砟轨道的施工质量与施工效率;合理的施工设备配套,能为无砟轨道施工提供强有力的支持.研究结论:根据武广客运专线工程实际情况,结合前期同德方技术交流和施工设备引进谈判及施工设备国产化情况,从施工质量、效率和经济性方面系统分析了施工设备的配套,提出了在满足施工质量、施工效率前提下的成套施工设备配套.通过对RHEDA2000双块式无砟轨道系统技术的消化吸收和武广客运专线的无砟轨道施工实践证明,除了精调设备外,我国已经能够独立完成其它CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板施工专业设备的研制.     

不同类型无砟轨道路基动力响应研究

针对京沪高速铁路采用的CRTS Ⅰ型板式、CRTSⅡ型板式、双块式3种无砟轨道,采用有限单元法软件ANSYS建立有限元模型,计算3种无砟轨道路基的动力响应,并进行对比分析.结果表明:在0～1m深度范围内,双块式无砟轨道路基竖向动应力幅值明显小于板式无砟轨道;3种无砟轨道路基竖向动位移幅值仅在0～1m深度范围内有较大差别...     

基于统一数据模型的轨道交通BIM协同设计系统研究

轨道交通工程是一项涉及多专业的复杂系统工程,现有的 BIM 协同设计系统仅可实现三维模型的部分协同功能,无法满足其全生命周期的管理需求。为实现多专业、全方位协同功能,提高多专业间的协同设计效率,文章构建基于统一数据模型的轨道交通 BIM 协同设计系统。该系统可在设计过程中对各专业的模型构件及专业数据进行提取及管理,在保证数据一致性的同时,通过数据共享串联整个设计过程,进而实现基于统一数据模型的多专业协同设计。在广州地铁的应用案例表明,该技术能够解决轨道交通工程项目中专业设计交互不流畅、效率不高的问题,减少设计变更,提高整体设计效率。     

市域铁路轨道结构形式及主要结构设计参数探讨

研究目的:本世纪以来,我国城镇化进程迅速加快,城市轨道交通和作为城市群或城市圈轨道交通的市域铁路迎来了建设新高潮。随着市域铁路的大规模建设,市域铁路的轨道结构型式选择及主要设计参数的确定,是目前市域铁路迫切需要研究的主要技术课题。研究结论:(1)通过对有砟轨道与无砟轨道结构形式、不同无砟轨道结构技术系统比较,推荐市域铁路宜铺设双块式无砟轨道。(2)结合我国前期高速铁路铺设双块式无砟轨道的研究、设计、施工及运营经验,为了有效控制路基及隧道地段连续道床板混凝土裂纹,优化道床板端部端梁结构设计与施工,推荐市域铁路采用路基、桥梁、隧道铺设全单元双块式无砟轨道结构。(3)双块式无砟轨道结构具有良好的可靠性、可维修性和经济性。(4)该研究结果可应用在我国城市铁路的轨道设计中。     

桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件设计

为解决桥梁地段无砟轨道结构设计中有限元建模与计算工作量大、计算模型及结果形式无统一标准、对设计人员专业技能要求较高等问题,开发了桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件。该软件采用模块化设计,提供集成化人机交互操作界面,能够自动完成有限元建模和计算,生成标准化计算结果;具备数据智能校验功能,可自动完成设计参数检查和计算结果验证。对比测试表明,该软件有限元建模与计算结果准确,数据处理流程连贯,使用操作简单高效,已成功应用于多个高速铁路工程项目的无砟轨道设计,大幅提高了工作效率,降低工程项目设计人力成本。     

郑西客运专线CRTSⅡ型双块式无砟轨道设计

郑西客运专线国内首次采用CRTSⅡ双块式无砟轨道,结合郑西客运专线CRTSⅡ型无砟轨道结构特点、设计方法,系统介绍了路基、桥梁及隧道地段无砟轨道结构设计、排水、过渡段及综合接地设计,为其他客运专线CRTSⅡ双块式无砟轨道结构设计提供了参考。     

川藏铁路无砟轨道结构检算与配筋设计

川藏铁路为设计时速200km的客货共线铁路,沿线工程与环境条件极为复杂,养护维修条件恶劣,正线以少维护且经济性优良的双块式无砟轨道为主,目前暂无适用于时速200 km客货共线铁路的双块式无砟轨道设计方案.基于数值分析理论和有限元分析方法,结合本项目设计标准,对川藏铁路无砟轨道轨枕及道床结构进行了检算分析,研究表明,SK...