淺談BIM技術(shù)在鐵路工程中的應(yīng)用

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展與完善，如今的BIM技術(shù)也逐漸成為了鐵路橋梁工程領(lǐng)域中的未來發(fā)展潮流與趨勢。但想要完善鐵路BIM系統(tǒng)，我們除了掌握好BIM知識之外，還需要了解鐵路BIM應(yīng)用實(shí)踐中都存在著什么問題，以及如何通過BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)它。

本次BIM項(xiàng)目主體為楊家?guī)X大橋，位于新建鐵路蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道三門峽至荊門段，主要跨越在建的三浙高速公路。大橋分為左線和右線，其中左線大橋與右線大橋并行，與左線大橋合并為四線橋，共用三門峽臺和5號墩。

一、施工實(shí)景建模

施工現(xiàn)場的信息復(fù)雜多樣，二維模式下無法同時表現(xiàn)地形、地貌、空間相對關(guān)系等信息，有一定的局限性。本項(xiàng)目中以無人機(jī)航拍照片為素材，分不同施工階段對施工區(qū)域內(nèi)場地進(jìn)行實(shí)景建模。

獲取的三維模型，可以切換成點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)，進(jìn)入到BentleyDescartes軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理，也可以直接導(dǎo)入到Bentley土木專業(yè)軟件Powercivil、建筑BIM專業(yè)軟件AECOsim做實(shí)體建模、出圖等工作。可以實(shí)現(xiàn)對模型的分析，虛擬建造，模擬移動路徑等等諸多應(yīng)用功能。

通過實(shí)景建模解決方案，獲取實(shí)景模型，基于該模型的數(shù)據(jù)，可以做三維編輯、修改，測量體積、面積、長度(本次精度為厘米級)。在測繪階段獲取準(zhǔn)確信息，在設(shè)計階段及時將概念實(shí)際化，在施工階段獲取施工現(xiàn)場最新的信息。借助三維實(shí)景模型還可以對施工場地進(jìn)行布置規(guī)劃，優(yōu)化材料儲存和運(yùn)輸路徑。

二、地形及路線模型

PowerCivil是一款面向道路、鐵路、橋隧、場地、雨水道等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計的專業(yè)軟件，也是土木行業(yè)的BIM平臺(內(nèi)嵌MicroStation,可集成其他專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的模型)，可為土木工程和交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的整個生命周期提供支持。智能數(shù)字地形建模(DTM)將道路中心線、路面邊緣或溝渠等要素合并到表面模型中。

通過智能通道建模工具，來實(shí)現(xiàn)三維道路的上下文智能設(shè)計。建模功能和參數(shù)化設(shè)計工具以平面圖、橫斷面圖、縱斷面圖和超高視圖方式動態(tài)查看設(shè)計并且獲得即時反饋。通過直接對參數(shù)化圖形組件進(jìn)行操控或在上下文相關(guān)對話框中精確輸入相應(yīng)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對橫截面進(jìn)行修改。

三、三維橋梁模型

橋梁大師是國內(nèi)基于CAD平臺自主開發(fā)的二維橋梁制圖軟件，2009年被Bentley收入旗下，與BIM平臺整合，將橋梁大師功能延伸了到了三維領(lǐng)域，也增強(qiáng)了Bentley平臺橋梁部分的建模能力。橋梁大師采用二維參數(shù)驅(qū)動的方式建立橋梁各個建模標(biāo)準(zhǔn)圖，通過設(shè)置橋梁的路線信息、中心樁號、跨徑等信息套用標(biāo)準(zhǔn)圖生成橋梁模型，同時可以設(shè)計構(gòu)造、鋼束、下部結(jié)構(gòu)生成對應(yīng)的詳圖。

橋梁大師中生成的設(shè)計模型可以輸出到PowerBridgeMaster中，實(shí)現(xiàn)在Microstation中三維橋梁的創(chuàng)建，將橋梁設(shè)計信息同步轉(zhuǎn)換到DGN模型中，用于數(shù)字化移交設(shè)計項(xiàng)目。本項(xiàng)目首先在橋梁大師中輸入楊家?guī)X大橋左線與右線的設(shè)計信息，生成二維橋梁模型。

憑借Bentley平臺的文件統(tǒng)一性，可以將三維橋梁模型與實(shí)景模型整合，用來查看橋梁和既有結(jié)構(gòu)之間的空間相對位置關(guān)系，提前發(fā)現(xiàn)隱患。

四、鋼筋與施工設(shè)施建模

Prostructure基于Bentley強(qiáng)大的三維平臺Microsation，不僅能夠處理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中各種各樣異形結(jié)構(gòu)的建模與布筋，同時，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，又能夠確保深化的信息模型在全生命周期不同階段的信息交換。

異形構(gòu)件主要是解決主筋和箍筋，不管布置主筋還是箍筋，對于異形體都可以批量的布置，不需要一根一根的去布置;鋼筋的方向，可根據(jù)構(gòu)件提取的導(dǎo)向線來控制。并且可以通過不同的鋼筋顯示模式控制鋼筋：支持線框模式、渲染模式以及剖面顯示。

五、工程量統(tǒng)計與施工模擬

在創(chuàng)建BIM模型的過程中，對各個專業(yè)的相應(yīng)構(gòu)件輸入需要的工程屬性，這些屬性在需要的時候能夠被計算機(jī)自動抽取，分門別類地進(jìn)行相應(yīng)統(tǒng)計和報表歸類。

通過Prostructure創(chuàng)建的普通鋼筋模型也可以通過自動統(tǒng)計功能獲得鋼筋材料總量，并可以選擇鋼筋表模板導(dǎo)出報表。

通過BIM技術(shù)生成的三維模型包含完整的幾何信息和材質(zhì)信息，還可以導(dǎo)入到專業(yè)的動畫制作軟件諸如CC軟件中進(jìn)行更豐富的渲染和動畫制作。

項(xiàng)目還可以通過吊裝模擬事先模擬大型設(shè)備吊裝方案，在3D虛擬環(huán)境下檢查項(xiàng)目設(shè)計和施工能力。用戶還可對施工計劃進(jìn)行模擬并為其制作動畫，并通過動態(tài)碰撞分析模塊檢測物體運(yùn)動過程中可能潛在的碰撞。

六、協(xié)同工作平臺

通過Projectwise平臺，搭建項(xiàng)目目錄，并且對于分處于異地辦公的項(xiàng)目人員使用各自不同的設(shè)置。項(xiàng)目人員可以通過標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)置創(chuàng)建并訪問項(xiàng)目文檔，同時通過Projectwise命名向?qū)О搭A(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)自動生成文件。

基于Projectwise服務(wù)器的搭建，本次項(xiàng)目中主要實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)點(diǎn)的運(yùn)用：

1)文件版本控制;

2)多用戶協(xié)調(diào)操作文檔;

3)誤刪找回;

4)連接設(shè)計與施工;

5)多角色人員權(quán)限管理;

6)提資、審圖、發(fā)布。

BIM是服務(wù)于建筑的全生命周期，其最終使命和目的就是運(yùn)營。目前國內(nèi)大多數(shù)BIM應(yīng)用成果和效益主要體現(xiàn)在建設(shè)過程和綠色節(jié)能中，因?yàn)樵S多普通民用建筑的運(yùn)維相對比較簡單，BIM的效益尚未體現(xiàn)。對于機(jī)場來說，有別于其民用建筑物最大的特點(diǎn)是運(yùn)營。以上就是淺談BIM技術(shù)在鐵路工程中的應(yīng)用內(nèi)容，可點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料，更多精彩內(nèi)容可關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校。