BIM技術(shù)在高速鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在高速鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱“中鐵二院”），原名鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院，成立于1952年9月。現(xiàn)隸屬于世界500強(qiáng)企業(yè)——中國(guó)鐵路工程集團(tuán)有限公司。中鐵二院是全國(guó)大型綜合性勘察設(shè)計(jì)咨詢企業(yè)，公司持有勘察、設(shè)計(jì)、咨詢、監(jiān)理、環(huán)境評(píng)價(jià)等資質(zhì)證書和對(duì)外經(jīng)營(yíng)資格證書四十多項(xiàng)，是全國(guó)首批獲得設(shè)計(jì)資質(zhì)綜合甲級(jí)的八家單位之一，也是國(guó)內(nèi)公路系統(tǒng)外首家獲得公路“四甲”資質(zhì)證書的單位。設(shè)有線路、軌道、地質(zhì)、路基、橋梁、隧道、站場(chǎng)、建筑、環(huán)保、通信、信號(hào)、電力、及航測(cè)等四十個(gè)專業(yè)。依托鐵路，目前業(yè)務(wù)已拓展到公路、城市軌道交通、市政工程、區(qū)域綜合規(guī)劃、輪渡碼頭、工程總承包、工程監(jiān)理、巖土工程施工、房地產(chǎn)、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、冶金礦山等各類領(lǐng)域。案例：

西部某高速鐵路三維設(shè)計(jì)相關(guān)軟件及解決方案：

AutodeskRevitArchitecture

AutodeskRevitStructure

AutodeskRevitMEP

AutodeskNavisworks

AutodeskEcotect

Autodesk3dsMaxDesign

AutoCADCivil3D客戶證言：

AutodeskRevit作為HYPERLINK"/"BIM的重要技術(shù)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)成果的平立剖三維互動(dòng)，提供了強(qiáng)大的“多任務(wù)”能力，對(duì)鐵路站房設(shè)計(jì)觀念和方法帶來了新的變革?！袊?guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司信息中心總工程師董鳳翔通過歐特克公司的三維設(shè)計(jì)軟件，讓業(yè)主能夠更加直觀生動(dòng)地了解設(shè)計(jì)成果的最終形態(tài)，在匯報(bào)交流過程中，極大地減少了溝通障礙，得到了業(yè)主的高度認(rèn)可?！袊?guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司信息中心總工程師

董鳳翔AutoCADCivil3D強(qiáng)大的參數(shù)化鐵路路基建模和動(dòng)態(tài)更新的特性給我留下了深刻印象，它能夠幫助線路和路基專業(yè)設(shè)計(jì)人員高效率地完成設(shè)計(jì)工作。——中國(guó)中鐵二二院工程集團(tuán)團(tuán)有限責(zé)任公公司交規(guī)院副副總工程師胡光常通過在AutoodeskRevittStruucturee中構(gòu)建自定定義三維橋梁梁結(jié)構(gòu)族，創(chuàng)創(chuàng)建中將結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)暴露給給用戶靈活修修改，給橋梁梁三維建模帶帶來了一種新新思路，讓橋橋梁設(shè)計(jì)變更更更加直觀、簡(jiǎn)簡(jiǎn)潔、高效?！袊?guó)中鐵二二院工程集團(tuán)團(tuán)有限責(zé)任公公司橋梁專業(yè)業(yè)工程師楊詠漪案例正文：HYPERLINK"/"BIM技術(shù)在高高速鐵路設(shè)計(jì)計(jì)中的應(yīng)用——西部某高速速鐵路三維設(shè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目概況

西部某某高速鐵路項(xiàng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)速速250kmm/h，橫跨三省省十一縣，正正線長(zhǎng)度約515km，其中特大大橋14座，特長(zhǎng)隧隧道180座，總橋隧隧長(zhǎng)度約405km，橋隧比81%，線路跨越越中國(guó)西南山山區(qū)的崇山峻峻嶺，地形和和地質(zhì)條件都都非常復(fù)雜，設(shè)設(shè)計(jì)和施工難難度很大。中鐵二院將HYPERLINK"/"BIIM技術(shù)應(yīng)用于站站前多專業(yè)的的協(xié)同設(shè)計(jì)，三三維設(shè)計(jì)周期期為2012年1月到6月。項(xiàng)目挑戰(zhàn)及解決決方案

作為一一個(gè)高速鐵路路項(xiàng)目，本項(xiàng)項(xiàng)目面臨的挑挑戰(zhàn)包括：項(xiàng)項(xiàng)目整體線路路較長(zhǎng)，在平平面選線和路路基橫斷面設(shè)設(shè)計(jì)上的影響響因素很多，工工作量很大。與與此同時(shí)，項(xiàng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期期卻相對(duì)較短短，只有大約約6個(gè)月，與同同等規(guī)模的項(xiàng)項(xiàng)目相比，只只占其50%。項(xiàng)目中的的一大挑戰(zhàn)就就是要在有限限的項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)周期內(nèi)完成成多個(gè)方案的的比選，并生生成高質(zhì)量的的橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)圖紙，且業(yè)業(yè)主期望以更更為直觀的方方式獲取設(shè)計(jì)計(jì)最終效果?；谝陨享?xiàng)目挑挑戰(zhàn)，中鐵二二院組建了一一支BIM設(shè)計(jì)小組，將將HYPERLINK"/"BIM技術(shù)應(yīng)用于該該項(xiàng)目，從而而實(shí)現(xiàn)了專業(yè)業(yè)之間數(shù)據(jù)的的協(xié)同與共享享，提高工程程設(shè)計(jì)質(zhì)量，為為業(yè)主提供更更為直觀的交交付方式。BIM技術(shù)在線線路、路基協(xié)協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)應(yīng)用

本次三維維設(shè)計(jì)首先運(yùn)運(yùn)用基于三維維GIS平臺(tái)的空間間選線系統(tǒng)，規(guī)規(guī)劃鐵路的線線路通道，為為后續(xù)設(shè)計(jì)研研究奠定基礎(chǔ)礎(chǔ)。系統(tǒng)利用用三維GIS平臺(tái)，獲取取地形高程數(shù)數(shù)據(jù)、影像數(shù)數(shù)據(jù)及相關(guān)地地理信息，直直接進(jìn)行鐵路路線路規(guī)劃設(shè)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行行方案綜合展展示、構(gòu)建沿沿線鐵路三維維場(chǎng)景及線路路方案比選。圖1

進(jìn)行線線路交互式定定線

圖2

設(shè)置縱斷面面變坡點(diǎn)圖3規(guī)劃車站站、橋梁和隧隧道的位置在線路規(guī)劃完成成后，設(shè)計(jì)人人員將線路平平、縱數(shù)據(jù)直直接導(dǎo)入AutoCCADCiivil

HYPERLINK"/print"33D軟件，并并根據(jù)初步選選定的裝配，快快速創(chuàng)建鐵路路路基三維模模型。AutoCCADCiivil

HYPERLINK"/print"33D強(qiáng)大的參參數(shù)化鐵路路路基建模和動(dòng)動(dòng)態(tài)更新的特特性幫助線路路和路基專業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)人員高高效率地完成成了工作，通通過對(duì)路線平平縱斷面的調(diào)調(diào)整，可以實(shí)實(shí)時(shí)地觀察到到路基模型的的更新和土方方量的變化。圖4添加路基基模型生成三三維路基由于線路穿越山山區(qū)，地形起起伏很大，因因此橫斷面的的變化也很多多。在傳統(tǒng)的的設(shè)計(jì)手段下下，這部分的的工作通常需需要花費(fèi)大量量時(shí)間和人力力。一般來說說，10km的路基橫斷斷面需要大約約5天。利用AutoCCADCiivil33D的智能路基基橫斷面部件件，如條件判判斷部件等組組成的裝配可可以很容易地地應(yīng)對(duì)橫斷面面的變化。同同時(shí)在AutoCCADCiivil33D中的橫斷面面圖紙和路基基模型動(dòng)態(tài)關(guān)關(guān)聯(lián)，任何對(duì)對(duì)于線路平縱縱斷面和路基基裝配的修改改，都可以實(shí)實(shí)時(shí)精確地反反映到橫斷面面圖紙上。三維路基模型與與橫斷面圖對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)三維路路基模型自動(dòng)動(dòng)生成二維橫橫斷面圖這就使設(shè)計(jì)人員員可以集中精精力在設(shè)計(jì)本本身上。在本本項(xiàng)目中，160km的鐵路路基基設(shè)計(jì)上，設(shè)設(shè)計(jì)人員花了了大約10天時(shí)間來研研究橫斷面的的坡度、擋土土墻和排水溝溝等細(xì)部問題題，而只用了了一小部分時(shí)時(shí)間修訂圖紙紙。BIM技術(shù)在橋橋梁設(shè)計(jì)的應(yīng)應(yīng)用

在鐵路橋橋梁設(shè)計(jì)方面面，設(shè)計(jì)人員員使用AutoddeskRRevitStruccture建立了大量量的參數(shù)化橋橋梁結(jié)構(gòu)族庫庫，并定制了了相關(guān)的視圖圖樣板和明細(xì)細(xì)表模板。根根據(jù)測(cè)繪、地地質(zhì)、線路等等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)設(shè)計(jì)人員利用用參數(shù)化的族族庫，拼裝成成三維橋梁模模型之后，便便可快速得到到二維圖紙和和混凝土工程程量。同時(shí)，借借助AutoddeskRRevit的API，橋梁工程程師還開發(fā)出出了橋梁下部部結(jié)構(gòu)的參數(shù)數(shù)化鋼筋配置置模塊，為每每一種不同類類型的橋墩和和橋臺(tái)快速布布置實(shí)體鋼筋筋，以便于鋼鋼筋圖的生成成和鋼筋數(shù)量量的統(tǒng)計(jì)。圖7三維剛架架墩模型（參參數(shù)集）圖8鋼架墩二二三維圖紙BIM技術(shù)在車車站設(shè)計(jì)的應(yīng)應(yīng)用

在車站設(shè)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)計(jì)人員采用了了基于BIM理念的AutoddeskRRevit系列軟件。在在傳統(tǒng)工作方方式下，不同同專業(yè)之間的的設(shè)計(jì)人員采采用二維平面面圖進(jìn)行交流流，既不直觀觀又容易出現(xiàn)現(xiàn)不協(xié)調(diào)的情情況。而設(shè)計(jì)計(jì)中一個(gè)小小小的專業(yè)間的的碰撞就有可可能在施工中中帶來巨大的的成本追加。在在本項(xiàng)目的車車站設(shè)計(jì)中，設(shè)設(shè)計(jì)人員使用用AutoddeskRRevit的工作集和和鏈接管理，將將多專業(yè)的AutoddeskRRevit模型進(jìn)行整整合和沖突檢檢測(cè)。其中的的一個(gè)車站設(shè)設(shè)計(jì)，總共發(fā)發(fā)現(xiàn)管道系統(tǒng)統(tǒng)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件件之間5處碰撞。根根據(jù)碰撞結(jié)果果，設(shè)計(jì)人員員重新進(jìn)行管管線綜合，在在施工之前將將錯(cuò)誤避免，同同時(shí)也為業(yè)主主提供了更為為直觀的最終終成果展示手手段。通過AutoddeskRRevit軟件設(shè)計(jì)的的車站三維模模型通過不同視視角對(duì)三維模模型進(jìn)行切割割在完成設(shè)計(jì)之后后，整個(gè)車站站的模型被導(dǎo)導(dǎo)入AutoddeskNNavisWWorks進(jìn)行四維施施工模擬，以以便施工項(xiàng)目目經(jīng)理和業(yè)主主更好地了解解項(xiàng)目建造過過程和控制施施工進(jìn)度。圖11

四維維模擬施工一一

圖12

四維模擬施施工二BIM技術(shù)與成成果展示

在展展示交流方面面，一方面設(shè)設(shè)計(jì)人員將AutoCCADCiivil33D創(chuàng)建的三維維鐵路路基模模型和地形通通過AutoCCADCiivilVView導(dǎo)入Autoddesk33dsMaaxDessign進(jìn)行鐵路軌軌道線路的可可視化展現(xiàn)，以以便于方案溝溝通。之前，建建模工作需要要在Autoddesk33dsMaax中完成。路路基的臺(tái)階式式邊坡和高度度變化的擋墻墻通常需要花花費(fèi)大量時(shí)間間和人力，而而且模型精度度不高，只是是一種示意?，F(xiàn)現(xiàn)在，AutoCCADCiivil33D精確的三維維模型可以無無縫地導(dǎo)入到到Autoddesk33dsMaaxDessign中來，并使AutoCCADCiivil33D模型和Autoddesk33dsMaax模型保持一一致的更新關(guān)關(guān)系。不僅真真實(shí)地反映了了工程，更省省去了重復(fù)建建模的時(shí)間。多多媒體制作人人員可以集中中精力完成后后期的渲染表表現(xiàn)和動(dòng)畫制制作，而不是是在建模工作作上。圖13

在AAutodeesk3ddsMaxx導(dǎo)入的道路路局部模型另外一方面，項(xiàng)項(xiàng)目完成之后后，多媒體部部門將歐特克克軟件生成的的路基、橋梁梁和車站等信信息都導(dǎo)入到到自主研發(fā)的的可視化系統(tǒng)統(tǒng)中，并結(jié)合合測(cè)繪、地質(zhì)質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)，進(jìn)行整個(gè)個(gè)項(xiàng)目全線的的展示匯報(bào)，以以及相應(yīng)的設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理理。

圖1