南京優(yōu)路

概 述

武襄十鐵路新建工程孝感東—十堰北段線路長395.121km，共設(shè)大中橋159座，橋梁長度占線路全長的51.7%;隧道22座，占線路全長的14.3%;路基134.453km，占線路全長的34.0%。武襄十鐵路BIM試驗段選取武當山西—王家莊隧道出口區(qū)間，正線長度8.3km，該區(qū)間地質(zhì)結(jié)構(gòu)**復(fù)雜，含橋梁10座，長約3.5km;隧道6座，長約2.3km;路基工點13段，長約2.3km;中間站1座，即武當山西站。BIM技術(shù)的應(yīng)用為該項目提供極大幫助。

軟件與設(shè)計流程

全專業(yè)的BIM設(shè)計包括站前、站后共20個專業(yè)，涉及軟件較多，如AutoDesk的Revit、Civil3D、Inventor，達索的Catia等專業(yè)設(shè)計軟件和一些專業(yè)自己開發(fā)的軟件。

全專業(yè)的BIM設(shè)計流程

航察專業(yè)利用激光LIDAR系統(tǒng)獲取試驗段的正攝遙感影像圖，并在Infraworks中進行地物建模等;地質(zhì)專業(yè)根據(jù)物探資料進行地質(zhì)三維模型的建立;線路專業(yè)根據(jù)正攝遙感影像圖和地質(zhì)資料在Skyline中進行三維選線;路基專業(yè)在Civil3D中進行路基工點設(shè)計;橋梁專業(yè)采用Catia軟件建立橋梁模型;隧道專業(yè)采用Inventor設(shè)計，并采用Simulation軟件進行動、靜力分析;軌道專業(yè)采用Inventor進行全線設(shè)計(含道岔);站后專業(yè)機械、接觸網(wǎng)、環(huán)保等采用Inventor設(shè)計;其他專業(yè)均采用Revit設(shè)計，**終在Navisworks和Infraworks360中集成。

取得的成果

航察專業(yè)

航察專業(yè)利用機載LIDAR系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)生成高精度數(shù)字地表模型，結(jié)合點云數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像，生成正攝遙感影像圖，可直接為施工圖設(shè)計提供服務(wù)。

武襄十試驗段正攝遙感影像圖

地質(zhì)專業(yè)

首先，基于地形曲面及三維線路模型，**Civil3D軟件，沿線路高密度采樣生成包含地形信息的多個橫斷面;

然后，基于平縱橫復(fù)雜關(guān)系建立三維地層的思路，**二次開發(fā)手段，實現(xiàn)多個橫斷面批量填繪地層;

隨后，利用中鐵四院開發(fā)的插件，將附帶地層信息的全線所有橫斷面一次性耦合形成三維地層曲面;

**后，**Civil3D用不同曲面建立實體功能，完成三維地質(zhì)模型的建立。

三維地質(zhì)實體模型

線路專業(yè)

基于三維正攝遙感影像圖，在Infraworks中進行線路方案設(shè)計，并導(dǎo)入Civil3D中進行平縱斷面設(shè)計，為其他專業(yè)設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

線路三維選線

橋梁專業(yè)

采用Catia軟件完成實驗區(qū)內(nèi)10座橋梁的設(shè)計。10座橋梁中含有40m 72m 40m連續(xù)彎梁特殊結(jié)構(gòu)、6×32m道岔連續(xù)梁特殊結(jié)構(gòu)、武當山西1號多線橋(含正線、到發(fā)線、站臺梁)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，合計約3.5km。

橋梁設(shè)計模型

隧道專業(yè)

構(gòu)建2萬余件完善的隧道標準庫;利用iLogic功能實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動隧道洞口、鋼筋等模型生成;根據(jù)隧道設(shè)計裝配原則，利用Inventor二次開發(fā)插件，實現(xiàn)隧道快速裝配。共完成試驗段6條隧道(約2.5km)的設(shè)計工作。

隧道設(shè)計模型

路基專業(yè)

采用Civil3D部件編輯器，利用可視化編程手段構(gòu)建路基部件;然后以“搭積木”的方式，將多種參數(shù)化“標準”路基結(jié)構(gòu)按不同路基斷面形式進行裝配;**終將裝配沿三維線路隨地形曲面自適應(yīng)生成路基模型。共完成武當山—王家莊隧道出口的13個路基工點、2.3km路基模型的建立，其中路塹7個、路堤5個、車站路基1個。

路基設(shè)計模型

站房設(shè)計

建筑、結(jié)構(gòu)、暖通專業(yè)**在Revit中協(xié)同設(shè)計完成武當山站的站房、雨棚、天橋建筑和暖通模型，達到施工圖深度;機械專業(yè)利用Inventor軟件進行站房內(nèi)電扶梯的模型制作。

站房設(shè)計模型

站后四電

信息專業(yè)完成站房內(nèi)自動售票機、閘門、進出站等模型的制作及布置;接觸網(wǎng)專業(yè)完成路基、橋梁、隧道、站場內(nèi)接觸網(wǎng)的建模及布置;信號專業(yè)完成站場內(nèi)信號樓及信號等的布置;電力專業(yè)完成站房內(nèi)及隧道的照明;供變電專業(yè)完成供變電所的建模及布置等。

四電專業(yè)設(shè)計模型

給排水專業(yè)

**Revit軟件完成污水處理站、消防加壓站、給水加壓站等的建模及布置工作，并進行碰撞檢查，有效減少室外給排水管道與站場內(nèi)相關(guān)設(shè)施的碰撞問題。

給排水專業(yè)設(shè)計模型

環(huán)保專業(yè)

在路基和橋梁設(shè)計的基礎(chǔ)上進行聲屏障設(shè)計，并沿線進行布置。

環(huán)保聲屏障模型

模型整合

由于設(shè)計階段涉及軟件、專業(yè)較多，采用Navisworks和Infraworks360進行各專業(yè)模型的整合。整合過程中出現(xiàn)問題相對較多，如坐標不一致、模型較大無法導(dǎo)入、文件數(shù)據(jù)丟失、多個專業(yè)設(shè)計的內(nèi)容有碰撞等。整合中針對上述問題分別提供了不同解決方法，如設(shè)計中統(tǒng)一坐標、采用輕量化模型、**其他方式導(dǎo)出數(shù)據(jù)或二次開發(fā)、對專業(yè)間或?qū)I(yè)內(nèi)的碰撞采取不同修改方式，專業(yè)內(nèi)的可直接根據(jù)碰撞點進行修改，專業(yè)間的則需要反饋到相關(guān)的2個或2個以上專業(yè)同時進行修改等。在模型整合基礎(chǔ)上進行了相關(guān)專題研究，如動畫漫游、施工模擬等。

整合的武當山西站剖切圖

在Navisworks和Infraworks中的整合模型