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「BIM名企」中铁一院BIM技术研发应用

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2018年7月28日,铁路BIM联盟第二届会员代表大会暨铁路BIM技术交流会在北京召开,各位专家的发言得到铁路行业管理、科研、设计、施工人员的热烈关注。为此,特推出“铁路BIM标准发展及技术应用”系列,将精彩报告与大家分享,共同了解联盟会员单位的BIM应用实践。

今天为大家带来中铁第一勘察设计院集团有限公司BIM研究中心副总经理刘彦明的演讲《中国铁路BIM标准的发展》。

中铁一院BIM研究中心副总刘彦明

BIM发展概况

作为铁路BIM联盟的常任理事单位,中铁第一勘察设计院集团有限公司(简称中铁一院)积极开展了大量BIM技术的研发应用工作。

  • 桥隧处组建BIM研发团队
  • 购进BIM专用高配置电脑及专用服务器
  • 研究确定桥隧处BIM研发路线
  • 建立相应工作例会制度

主要培训学习软件

PowerCivil, Revit, Tekla, Navisworks, RevitServer, ProjectWise, Civil3D, InfraWorks, Mcrostation, BridgeMaster, ProConcrete, Rhinoceros, Lumion, Inventor, CivilStation Designer, BIGEMAP, GEOPAK Site, BIM RBD, BIM BDS, BIM TT, et al.

下图可以看到2013年以来中铁一院的BIM发展概况

在BIM标准研究方面取得了卓越的成绩,主编、参编了11部铁路BIM标准。

主编标准

《铁路工程信息模型表达标准》《铁路四电工程信息模型数据存储标准》

参编标准

《铁路工程信息模型数据存储标准(IFC)》《铁路工程信息模型分类与编码标准(IFD)》《铁路工程实体结构分解指南(EBS)》《铁路工程信息模型交付精度标准》《基于信息模型的铁路工程施工图设计文件编制办法》《铁路工程WBS工项分解指南》《铁路工程数量标准格式编制指南》《铁路工程信息交换模板编制指南》《面向铁路工程信息模型应用的地理信息交付标准》

科研项目

依托国家重点实验室资源平台,开展协同设计、GIS+BIM等重大课题攻坚,为铁路领域全面应用BIM技术奠定基础。

BIM技术在桥梁、隧道设计过程中的应用研究铁路桥梁BIM模型设计程序(Revit、Microstation)开发铁路涵洞BIM模型设计程序(Revit、Microstation)铁路桥梁BIM族库创建与研究铁路工程BIM制图标准铁路桥梁BIM钢筋模型设计程序(Revit、Microstation)铁路桥梁与地质BIM模型融合研究……

软件开发

铁路工程与其他工程相比,具有点多线长、地质复杂、不确定因素多、施工风险高等特点,设计中涉及数据种类较多、数据量较大,迫切需要成熟软件创建BIM模型。中铁一院在地质、路基、桥梁、隧道、四电等专业研发的BIM软件已有初步成果。

BIM-BDS

针对Bentley现有平台PowerCivil进行二次开发,开发“基于BENTLEY平台铁路桥梁BIM设计系统”(简称 BIM-BDS),实现基于线路、地模、地质的桥梁三维可视化人机交互设计,并能利用BIM模型自动生成铁路桥梁施工图和工程数量的计算。

铁路涵洞BIM程序开发

对于特殊结构桥梁,采用Dynamo进行可视化编程,完成特殊结构参数化快速建模。

参数化快速建模

铁路钢桥建模程序

由于缺乏铁路钢桥杆件和节点模块,采用Tekla建模时重复工作量过大,后期修改繁杂,为此开发参数化创建箱型杆件和钢桥节点程序,大大提高建模效率。

TunnelBIM-R主要功能

地质软件

采用基于欧特克平台二次开发的“铁路工程地质三维信息系统”完成地质模型建模。

勘察钻孔数据

根据数据生成地层面

系统实现功能

其他软件

此外,还开发了接触网BIM智能装配、电力BIM辅助设计、供电设备信息化运维平台等软件。

接触网BIM智能装配软件

电力BIM辅助设计软件

重点项目

标准族库创建

标准族库创建是中铁一院重点项目之一。其中,接触网专业已基本完成高速铁路族库的建立,正逐步完善普速铁路及城轨交通项目所需各类族模型。

阿房宫站

阿房宫站是西成客专西安枢纽辅助客运站,属中型铁路旅客车站,采用下进下出旅客流线模式。车站建筑面积25721.7平方米,是中铁一院的重要BIM试点项目。除完成站场路基、站场设备单元、车站内接触网等BIM模型,还完成了电力专业阿房宫站房电力变电所BIM设计。

站场设备单元模型 & 多专业整合后站台剖切模型

站房电力变电所BIM设计

黔张常铁路BIM试点

完成黔张常铁路桥隧工程BIM设计。包括该工点范围内的地形模型、工程地质模型、隧道结构模型(基本模型、参考模型)。

协同设计研究

在黔张常铁路桑植隧道BIM试点中,已发布的《铁路工程信息模型数据存储标准》《铁路工程信息模型分类和编码标准》基本满足当前实施需求。隧道领域个别构件问题,在本次验证过程中对IFC部分类进行扩展,对IFD编码进行适当扩充。

格库铁路

格库铁路若羌站站房面积2279平方米,2018年初开展一类变更设计,面积变更为5000平方米。已完成工作包括:1.BIM协同设计研究,验证BIM成果验收、审核、转发、归档等管理模式;2.若羌站站房工程模型搭建;3.验证模型编码规则、构件划分及逻辑关系;4.站房工程量统计;5.管线综合及碰撞检查;6.BIM施工图输出;7.形成企业《中小型铁路旅客站房BIM设计指南》;8.形成相关企业BIM标准。

银西高铁

银西高铁“四电”BIM试点:庆阳—宁县,线路长度约40.630km。工程范围内包括2个客站及站房(宁县、庆阳),4个隧道、13座大中桥、区间路基及四电系统工程。通过Bentley软件平台进行BIM协同设计研究,开展试点范围内16.9km的全专业协同设计研究和相关模型创建。

项目的阶段成果还包括建立40km各专业的信息模型,以及IFD、IFC标准的验证及优化等。

银川黄河特大桥BIM模型

陕西城际铁路

为提高工程建设质量,实现精益化管理,西韩、阎机、西法3条城际铁路均采用BIM技术,实施范围120km。应用范围内包含车站9座,隧道4座,桥梁33座,区间路基36.488km、8座站房,配套铁路生产生活房屋、设施及通信、信号、电力、接触网、给排水等站后工程

泾河特大桥64m节段预制胶接拼装大跨度简支箱梁

城市轨道交通

近年来,中铁一院的西安地铁、青岛地铁、厦门地铁等轨道交通项目均采用BIM技术。

可研阶段:充分展现项目周边环境,合理规划选线,设计起讫点位置、长度、途径主要街道、站点位置,线路沿途空间位置;初步设计阶段:完成工程的信息化模型创建,运用场地仿真、管线迁改、交通疏解、管线综合、可视化展示等技术,实现方案的快速优化和定案。

通过BIM建模对施工图设计、管线综合等进行优化。从三维模型中生成施工图,保证图纸质量。施工图纸与模型完全一致,一处修改图纸均相应自动修改。车辆段精细化BIM建模,解决了车辆段管线综合问题,提高了车辆段工艺设备施工的精确性。

除上述项目,中铁一院还在重庆油溪长江大桥、珠海横琴隧道等项目中成功运用BIM技术。通过诸多项目的研发锻炼,培养出一批优秀BIM设计工程师,积累了宝贵的经验。未来,中铁一院还将与铁路BIM联盟其他成员单位一道,在铁路BIM技术方面取得更大的成绩。

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