连镇铁路BIM试点设计研究与应用

1、    连镇铁路bim试点设计研究与应用    戴培新摘要：bim技术是设计技术发展的趋势，其在铁路工程中的应用可满足铁路工程信息化管理的需求。依托连镇高速铁路项目，结合中国铁路总公司bim设计试点工作，对bim技术在工程设计领域中的应用进行了探索和实践，叙述了在铁路设计中开展bim技术综合应用研究的整体思路，并据此开展bim协同设计工作，初步尝试了bim设计成果的综合应用。关键词铁路 bim技术 协同设计 应用1主要研究内容1.1试点段工程概况连镇高速铁路lzzq-4标bim技术试点应用范围为正线dk149+500dk154+450段及江都铺轨基地。正

2、线dk149+500dk154+450位于江苏省扬州市宝应县境内，包括桥涵工程、路基工程、站场工程、接口工程等线下结构及附属工程全部施工内容，正线长度4.95km，线下结构为3256m桥梁，1694m路基，站场部分位于路基上。江都铺轨基地位于宁启线江都站北侧，设计基地临时线路6条（含江都货场股道），主要包括场地建设、设备安装、物料堆放三方面。1.2开展bim协同设计设计和施工单位均按专业进行分类，建立自己的族库管理系统，最后统一由设计方统一标准后，移交给建设单位方进行管理，实现参与项目各方统一信息流通标准。在设计阶段，bim设计以轨道专业为主，线路、站场、路基、桥梁、四电等专业为辅。轨道专业模

3、型深度达到lod350，其他专业达到lod200。中国铁路bim联盟主编的铁路bim模型交付精度标准，进行各专业建模，以验证模型交付精度标准。线路、站场、桥梁、路基、轨道等专业.归纳总结设计阶段相互之间所需要的信息，根据bpmn方法绘制idm流程图，明确每一节点的交流信息内容，并据此制定相应的建模思路和方法，使这些信息可以相互利用。1.3验证模型编码、ifcifd标准铁路工程实体结构分解编码的核心功能在于实现铁路工程实体分类、检索、信息传递，应用于铁路建设管理信息化。在bim建模阶段，对照铁路工程实体结构分解表进行分解、编码，用结果来验证模型编码规则、构件划分及逻辑关系是否合理。如图1所示。为

4、规范铁路工程信息模型的分类、编码，实现铁路工程全生命周期信息的交换、共享，规范铁路工程领域基础数据模型，推动铁路工程信息模型的应用发展。在bim建模阶段按ifd标准进行模型的分类编码，以检验ifd标准与现有模型匹配度和适用性，并提出合理化建议。根据ifc标准，与软件合作商开发符合ifc标准的模型输出插件，并在轨道专业模型中应用，以检验ifc标准的可行性和适用性，最终提交符合铁路ifc标准的ifc格式文件。2主要研究成果2.1确定总体目标以轨道设计为主线目标，地形、地貌、地质等要突出真实场景情况，线路、站场设计为基本，突出路基、桥梁、轨道等主体工程，达到施工图深度，其他专业附属配套整体加载、衬托

5、效果。进而明确我院bim试点工作实施目标，即以连镇铁路为载体，线路、站场地形地貌场景为边际，轨道线下路基、桥梁工程为主体，轨道线上四电设备工程为纽带，轨道线侧站房广场融一体的大型实体bim综合一体化配套技术应用。2.2确定技术路线如图2所示。首先用civil3d进行道床、线路等带状结构建模，采用revit对轨道部件、桥梁、路基等非带状物进行精细化建模，在此基础上，采用navisworks进行各专业碰撞检查，修改模型;最终以infraworks用于各专业整合设计，进行三维方案汇报以及最终成果的展示。软件平台工具选用欧特克的ids、bds套件。2.3试验bim协同设计方法根据autodesk软件和

6、生产设计一体化协同平台软件的要求，制定了协同设计的流程，如图3所示。（1）根据idm流程图以及项目节点安排，形成计划作业表，并输入一体化协同平台。各专业负责人可通过登陆平台，查看设计任务及提交文件的时间节点。（2）各专业确定设计、复核以及审查人员，按照计划作业表开展工作。（3）提交成果后，自动上传至服务器相应专业文件夹内受资专业可以通过两种途径对所接收的资料开展下一步设计工作：*直接通过一体化平台下载文件至本地;*在revit环境中，采用链接方式导入模型，在此基础上进行设计。以上两种方法均无法编辑服务器文件夹中的原始文件，从而保证了文件的可靠性及可追朔性。（4）总体专业需要通过infrawor

7、ks对各专业提资模型进行整合（轻量化展示）。项目总体可调阅查看各专业所上传的模型。各专业模型必须满足以下要求：*infraworks对文件格式的要求;*模型必须具有坐标属性，模型导入后无需调整相对位置。当某专业模型文件更新后，仅需重新连接即可刷新当前模型数据。2.4模型分类与编码铁路工程ifd标准中规定，铁路工程信息模型分类采用面分类法。其中，针对铁路工程独立编制的分类表包括表51-按功能分铁路单项工程、表52-按形式分铁路单项工程、表53-铁路工程构件、表54-铁路工程工项、表55-铁路工程项目阶段、表56-铁路工程人员角色、表57-铁路工程组织角色、表58-铁路工程产品以及表59-铁路工程

8、特性。以轨道专业为例，对于已建立的轨道部件模型，根据“铁路工程构件”分类表，对其进行编码（见表1）。2.5试验模型应用2.5.1工程量统计利用bim可以迅速得到相关工程量数据，可以提高工程量取量速度，同时按传统设计方式进行工程量复核。2.5.2模型展示及可视化设计交底利用bim模型的可视化特性，采用navisworks软件以动画形式模拟轨道工程、铁路连续梁桥作业过程，进行可视化交底，增强施工人员感性认识，指导施工人員作业。2.6存在问题及改进方向2.6.1软件协同能力不足从本试点项目的整个研究过程来看，基于欧特克平台的设计协存在一些问题。欧特克平台软件套件中的revit的协同方式有两种，即文件

9、链接和工作集方式，对于铁路行业来讲，特别是站前专业，通过这两种方式没法很好的进行协同设计。虽然“工作共享”是理想的工作方式，但由于“工作共享”方式在软件实现上比较复杂，revit软件目前在工作共享的协同方式下大型模型的性能稳定性和速度上都存在一些问题，这些问题可以根据项目的复杂程度、项目团队的人员结构、硬件平台的优劣等实际情况灵活的制定合适的协同设计工作机制。2.6.2改进方向：平台的二次开发，专业族库集中管理针对软件协同能力不足问题，可以通过平台的二次开发来解决现有的bim软件平台无法适应我国的国情和规范要求的问题。从国外引进的bim软件往往只能应用于建筑生命周期的某个阶段，甚至不适用。开发针对铁路专业的bim软件是保证bim技术在铁路行业发展的必要之路。专业族库通过信息化的手段进行集中管理，形成铁路行业全专业各精度的族库，为以后的bim生产项目效率的提高打下坚实的基础。3结语通过连镇高速铁路设计bim技术试点的积累，将成果应用于后续项目，逐渐建立起企业bim技术应用规范，实现可复制可推广，进而形成企业标准。bim技术不是为了应用而应用，也不是为了成果获奖而应用，要把bim技术当作是一个技术革命，尤其是协同设计方面，能有效提高设计质量和效率，后期还应结合3d打印、vr等技术，