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BIM技術在武襄十鐵路全專業的應用

來源:從零跟我學BIM 時間:2017-06-18 09:41:47

概述
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武襄十鐵路新建工程孝感東―十堰北段線路長395.121km,共設大中橋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―王家莊隧道出口區間,正線長度8.3km,該區間地質結構最復雜,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。gWFBIM網

軟件與設計流程gWFBIM網

全專業的BIM設計包括站前、站后共20個專業,涉及軟件較多,如AutoDesk的Revit、Civil3D、Inventor,達索的Catia等專業設計軟件和一些專業自己開發的軟件。gWFBIM網

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全專業的BIM設計流程gWFBIM網

航察專業利用激光LIDAR系統獲取試驗段的正攝遙感影像圖,并在Infraworks中進行地物建模等;地質專業根據物探資料進行地質三維模型的建立;線路專業根據正攝遙感影像圖和地質資料在Skyline中進行三維選線;路基專業在Civil3D中進行路基工點設計;橋梁專業采用Catia軟件建立橋梁模型;隧道專業采用Inventor設計,并采用Simulation軟件進行動、靜力分析;軌道專業采用Inventor進行全線設計(含道岔);站后專業機械、接觸網、環保等采用Inventor設計;其他專業均采用Revit設計,最終在Navisworks和Infraworks360中集成。gWFBIM網

取得的成果gWFBIM網

航察專業gWFBIM網

航察專業利用機載LIDAR系統采集的數據生成高精度數字地表模型,結合點云數據和高分辨率遙感影像,生成正攝遙感影像圖,可直接為施工圖設計提供服務。gWFBIM網

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武襄十試驗段正攝遙感影像圖gWFBIM網

地質專業gWFBIM網

首先,基于地形曲面及三維線路模型,通過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,基于平縱橫復雜關系建立三維地層的思路,通過二次開發手段,實現多個橫斷面批量填繪地層;隨后,利用中鐵四院開發的插件,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;最后,通過Civil3D用不同曲面建立實體功能,完成三維地質模型的建立。gWFBIM網

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三維地質實體模型gWFBIM網

線路專業gWFBIM網

基于三維正攝遙感影像圖,在Infraworks中進行線路方案設計,并導入Civil3D中進行平縱斷面設計,為其他專業設計提供基礎數據。gWFBIM網

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線路三維選線gWFBIM網

橋梁專業gWFBIM網

采用Catia軟件完成實驗區內10座橋梁的設計。10座橋梁中含有40m+72m+40m連續彎梁特殊結構、6×32m道岔連續梁特殊結構、武當山西1號多線橋(含正線、到發線、站臺梁)大型復雜結構,合計約3.5km。gWFBIM網

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橋梁設計模型gWFBIM網

隧道專業gWFBIM網

構建2萬余件完善的隧道標準庫;利用iLogic功能實現參數驅動隧道洞口、鋼筋等模型生成;根據隧道設計裝配原則,利用Inventor二次開發插件,實現隧道快速裝配。共完成試驗段6條隧道(約2.5km)的設計工作。gWFBIM網

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隧道設計模型gWFBIM網

路基專業gWFBIM網

采用Civil3D部件編輯器,利用可視化編程手段構建路基部件;然后以“搭積木”的方式,將多種參數化“標準”路基結構按不同路基斷面形式進行裝配;最終將裝配沿三維線路隨地形曲面自適應生成路基模型。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。gWFBIM網

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路基設計模型gWFBIM網

站房設計gWFBIM網

建筑、結構、暖通專業通過在Revit中協同設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;機械專業利用Inventor軟件進行站房內電扶梯的模型制作。gWFBIM網

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站房設計模型gWFBIM網

站后四電gWFBIM網

信息專業完成站房內自動售票機、閘門、進出站等模型的制作及布置;接觸網專業完成路基、橋梁、隧道、站場內接觸網的建模及布置;信號專業完成站場內信號樓及信號等的布置;電力專業完成站房內及隧道的照明;供變電專業完成供變電所的建模及布置等工作。gWFBIM網

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四電專業設計模型gWFBIM網

給排水專業gWFBIM網

通過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相關設施的碰撞問題。gWFBIM網

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給排水專業設計模型gWFBIM網

環保專業gWFBIM網

在路基和橋梁設計的基礎上進行聲屏障設計,并沿線進行布置。gWFBIM網

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環保聲屏障模型gWFBIM網

模型整合gWFBIM網

由于設計階段涉及軟件、專業較多,采用Navisworks和Infraworks360進行各專業模型的整合。整合過程中出現問題相對較多,如坐標不一致、模型較大無法導入、文件數據丟失、多個專業設計的內容有碰撞等。整合中針對上述問題分別提供了不同解決方法,如設計中統一坐標、采用輕量化模型、通過其他方式導出數據或二次開發、對專業間或專業內的碰撞采取不同修改方式,專業內的可直接根據碰撞點進行修改,專業間的則需要反饋到相關的2個或2個以上專業同時進行修改等。在模型整合基礎上進行了相關專題研究,如動畫漫游、施工模擬等。gWFBIM網

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整合的武當山西站剖切圖 gWFBIM網

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在Navisworks和Infraworks中的整合模型gWFBIM網

結論gWFBIM網

通過BIM全專業的實踐,得到以下結論:一是應用基于Revit、Inventor、Civil3D等二次開發的插件能夠大大提高BIM設計效率;二是參數化設計可提高BIM設計的復用性,也可提高設計效率;三是采用一個公共平臺進行BIM設計非常重要,方便各專業間進行交互;四是在項目開展前需要對項目開展的各項標準進行定義,否則會給后續整合工作帶來一定影響。gWFBIM網

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