基于信息模型的铁路桥梁协同设计研究与实践

为解决传统设计模式中资料分散、成果表现形式不直观，易造成信息不对称问题，对基于信息模型的铁路桥梁协同设计开展研究。通过研究协同设计平台应用及基于信息模型的协同信息传递方式，形成了应用协同设计平台和数字化设计软件开展桥梁设计的方法。提出应用基于公共数据环境的协同设计平台进行分层级资源配置、文件状态控制、标准化流程驱动的铁路桥梁设计项目管理方法，实现了对设计资源、过程、结果的全过程管理，保证了设计信息的有序、高效传递。提出规范专业间信息交互的数据格式，制定与线路、地质等相关专业的信息交互接口，开发桥梁数字化设计软件，利用接口获取其他专业信息模型中的数据，同时对外提供接口访问桥梁信息模型中的数据，实现了基于模型的设计信息高效传递和利用，保证了信息的准确性和时效性。该铁路桥梁协同设计方法在兴保铁路信息模型设计中进行了应用，采用协同平台进行资源配置和流程管理，使流程清晰可视化、信息流转可追溯；数字化设计软件的应用，省掉了人工识别和填写资料步骤，辅助桥梁设计模型快速创建。通过对设计成果进行三维可视化检查分析，直观地暴露桥梁与周边环境及其他专业的衔接问题，降低了工程风险。     

基于BIM技术的接触网三维数字化设计软件研究

为满足铁路接触网设计BIM建模要求，解决当前接触网三维建模速度慢、软件参数化程度低等正向设计过程实施困难的问题，根据接触网专业的建模流程和设计人员的工作内容，提出以数据为依托的参数化建模解决方案。采用Openrail Designer软件进行接触网三维数字化设计软件开发，实现了协同设计平台路桥隧等专业接口资料获取，接触网构件参数化设计管理，支柱布置，腕臂、悬挂自动装配，二三维图纸同步和工程数量清单输出等功能，详细介绍了接触网支柱、腕臂、补偿装置等构件参数化建模的关键技术，专业间数据协同、接触网三维模型的自动创建以及二三维模型绑定等方法，促进了专业间数据的协同交互，提高了BIM模型的创建效率，为接触网BIM正向设计提供有效工具支撑。     

基于三维协同的铁路框架箱涵正向设计研究与应用

为了研究涵洞在三维场景下的协同设计、模型实时交互创建方法与二维成果转换，基于BIM、协同设计平台与数字化技术，形成了数字化三维铁路箱涵设计软件。提出：(1)各涵洞构件以不同的工程与结构特性分类建模，再整体拼装，将涵洞常用工程参数融入建模过程中，并通过不同的适用条件与分类标签对涵洞进行数据库管理，便于设计复用；(2)基于不同层级构件使其形成构件树列表，对项目中的涵洞工点进行管理，调用协同接口读取线路、地形、路基等关联专业的三维BIM模型作为环境参数与约束条件进行正向设计，实时调整涵节布置、斜交角度、填土厚度、涵轴坡率等结构控制参数；(3)建模完成后，可通过协同接口输出涵洞的结构尺寸、位置信息等工程信息，向专业计算软件与二维出图软件提供交互数据，提高不同专业间、不同设计阶段间的信息传递效率，并输出二维图纸成果，实现了基于三维协同BIM模型的数字化设计信息高效传递和利用。该铁路箱涵三维设计软件在成达万铁路中进行了应用，快速进行数百个涵洞正向设计，并根据实际环境进行设计调整，优化设计参数，排查不同专业间接口问题，相比以往的设计方式极大地提高了三维建模效率，减少人为因素产生的设计问题，为桥梁工程...     

新建成都至达州至万州铁路桥梁BIM协同设计

铁路桥梁设计具有环境关联性强、协作专业多、接口复杂等特性，设计时需要与多个专业主体密切配合，在开展三维设计过程中，需重视协同设计的理念。依托新建成都至达州至万州高速铁路，在桥梁三维设计过程中，使用自主研发的桥梁数字化设计软件，通过协同平台进行流程管理，对新建成达万高速铁路桥梁进行BIM建模。搭建基础、桥墩、简支梁、连续梁、涵洞等常规构件库作为模板，根据桥梁设计过程中数据的识别与转换，快速批量导出常规桥梁模型，对特殊结构如斜拉桥、桥梁挡墙防护等通过手动建模方式实现。结合地形地物以及其他专业模型，对设计成果进行三维可视化检查，直观地暴露桥梁与周边环境及其他专业的接口问题，减少施工图纸中错漏现象的发生，降低了工程风险。通过构建数字资产管理平台，为施工管理与运营维护提供数字化信息管理服务，在施工方案三维模拟过程中加入关键技术动态展示，优化施工组织的合理性，构建智慧施工平台，为施工调查、征地拆迁、动态展示等提供数据支撑。在传统三维模型仅展示漫游功能的基础上，探索三维设计在管理运维中的拓展应用，为高速铁路桥梁BIM协同设计思路提供经验。     

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题，阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果，通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型，将轨道结构设计流程进行数字化表达，依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件，研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统，系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模，软件使用流程契合轨道设计工作流程，轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体，大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

基于Bentley平台的铁路桥梁构件参数化建模研究

Bentley作为BIM平台软件提供商之一,虽然在基础设施领域提供了大量软件产品,但仍难以满足铁路桥梁设计的实际需求,需要进行二次开发实现基于线路的桥梁参数化建模。基于Bentley Power Civil的铁路桥梁构件三维参数化设计,以通桥(2009)4301/4201系列圆端形实体墩自动加载PCL文件为例,创建标准图进而建出银西线实体桥墩参考图,合理确定桥墩高度,完成构建的参数化设计。Bentley平台能够进行高效率、高质量建模,实现桥梁三维设计软件参数化、关联化、标准化。     

基于WebGL引擎的铁路工程BIM+GIS平台研发及(设计阶段)应用

随着铁路行业BIM设计软件和二次开发插件的不断完善，铁路工程中的BIM设计方法正日趋成熟。为了更好地解决BIM软件自身在整体组装、周边地理信息融合、模型尺度表达、一致分析、全局定位存在的不足，提升设计模型集成和信息共享的效率，解决设计人员对设计区域场景立体感不足、多源信息获取不直观、设计专业间交互欠缺及汇报展示过程效率低等问题，依托某铁路项目，开展了针对铁路工程的BIM+GIS平台研究。平台整体采用B/S模式，后台通过融合多源GIS数据、多专业BIM设计模型数据和项目专业人员角色权限数据的综合数据应用构建方案，实现了多源数据的融合与入库；前端以WebGL引擎为底座，开发实现基于设计阶段的场景应用。在此基础上，平台实现了基于人员角色权限的多源异构GIS数据和多专业BIM模型数据的整合与共享，实现了场景数据基础管理、三维空间分析、三维标注与绘制、定位展示查询和快速建模等功能。通过某铁路实际应用验证表明，该BIM+GIS平台准确还原线路周边地理、地质环境，在方案优化、专业接口优化、专业设计优化、差错漏碰冲突检查及可视化交付方面提高了专业内部和专业间的协同设计效率，减少了设计中的差错漏碰及丰富...     

基于达索平台的铁路土建工程BIM协同设计技术研究

为解决铁路土建工程建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计过程中出现的重复建模和数据传递不畅等问题，以路基、桥梁、隧道专业为代表，从三维协同设计环境出发，提出了信息传递及设计成熟度管理方法，实现了模型数据的有效管理及BIM技术标准的有效实施；围绕“骨架–模板”设计方法，提出以骨架设计、构件模板装配设计形成的土建工程BIM设计流程，实现了三维BIM环境下的土建工程设计流程再造；对土建工程间的接口设计技术进行研究，充分发挥了协同设计环境在土建工程领域的应用价值。该研究为满足各专业信息需求提供了有效路径，可为后续BIM技术在铁路工程中的应用提供借鉴。     

BIM正向设计在地下综合交通枢纽中的应用研究——以西安火车站北广场综合改造工程项目为例

城市地下综合交通枢纽工程具有影响范围广、涉及主体多、协调工作量大等特点，设计中常会受到进度管控、动态变更、工程量算繁复等因素制约。基于西安火车站北广场综合改造工程，针对工期紧、周边环境复杂与协同需求大等特点，构建BIM正向设计管控平台。通过在设计中严格贯彻平台应用原则、明确专业间数据链传递与冲突解决机制、合理协调模型生长与信息量关系的方式，实现了平台在场地部署、土方开挖分析、参数化建模、机电深化设计、施工模拟与进度管控等方面的应用，解决了开挖优化、多专业协作工作流、快速建模与拼装接驳等问题。实践表明：利用BIM正向设计平台能确保各专业的协同作业，保障模型生长的完整性与有效性，实现了“一模多用”效果。该平台正向设计效率较传统翻模模式提升了17.3%,使项目提前1个月完工。     

基于IFC标准和数据库技术的铁路站场自动化BIM建模方法

随着BIM+GIS相关技术的快速发展，对勘察设计成果多维化表达的需求持续增强，如何解决铁路站场专业设计流程复杂、接口专业繁多等问题造成的三维建模效率低下的现状，以及由此导致的二维勘察设计工具平稳过渡到三维设计平台是铁路站场工程亟待研究的热门问题。国内外市场公开发行的三维建模产品形式多种多样、效率参差不齐，针对不同的工程应用场景适应性差异巨大，并且现有产品多为封闭的图形数据库存储格式，不同平台之间难以实现准确、高效的协同化作业。国际buildingSMART组织提出的IFC技术和相关标准为数据从底层逻辑实现跨平台流通提供了出色的技术路线和发展理念，以及高度可扩展性。结合MDB/SQL等成熟的数据库技术将AutoCAD图形数据与IFC编码信息梳理成一套完整的映射和存储关系，并开发了配套软件系统，可以将图形信息经数据库模块等中间件生成为IFC文件，进一步基于OpenRail Designers平台参考L-SYSTEM理论和NURBS建模等方法开发了一套将IFC文件读入并自动创建BIM模型，由于是配合铁路站场专业需求的二次开发，将二维勘察设计成果转化到三维勘察设计成果的过程中也能够将很多原自定...     

BIM技术在沪通铁路站场路基设计中的应用研究

近年来,BIM技术已经从概念普及进入应用普及阶段,铁路工程中BIM技术的应用研究也得到快速发展,然而,站场路基因其涉及专业多,成为BIM技术推广重点和难点之一。为研究BIM技术在铁路站场路基设计中的应用,基于Bentley平台,结合沪通铁路BIM试点项目,探索站场路基多专业协同设计的解决方案。首先利用ProjectWise搭建协同管理平台,随后通过PowerCivil创建数字地模并进行线路平纵设计,再利用其横断面模板和廊道功能开展站场路基设计,同时基于Bentley平台开发插件实现框架桥涵和地基加固桩的参数化建模,最终进行多专业模型整合。研究表明,ProjectWise可以实现多专业协同设计,PowerCivil的基本功能结合相应的二次开发可以满足铁路工程站场路基基本应用,并初步实现正向设计功能,但精细化设计还需要进行全面二次开发。     

基于BIM+GIS的重载铁路桥梁设备管理研究与应用北大核心

重载铁路桥梁设备类型多、数量大,传统运维管理多以人工为主,缺乏系统化、信息化管理手段。针对该现状开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的重载铁路桥梁设备智能运维管理研究与应用,解决桥梁快速建模、BIM模型与GIS融合等关键技术问题。以朔黄铁路为背景,基于GIS平台,融合BIM模型、铁路沿线倾斜摄影模型,实现桥梁设备的三维可视化,构建基于BIM+GIS的铁路桥梁设备管理系统,对推进铁路桥梁设备标准化、信息化、精细化、智能化管理具有实际意义。     

墩台结构的参数化BIM模型设计

BIM能够将桥梁工程项目通过三维数字技术模拟桥梁从设计到施工完整的真实信息,为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型。相较于传统的二维平面图纸,BIM技术实现了资源一体化的设计施工,方便各专业协同工作,节约了工期和成本,使工程保质保量。成果模型均基于达索3DEXPERIENCE平台建立,按照铁路桥梁BIM设计项目统一建模标准命名。对于铁路BIM设计中数量较多,而形状相似的墩台结构,模型采用参数化驱动建模,通过改变参数,可迅速自动生成新项目的墩台模型,大大节省了新项目的建模时间,减少了出错概率。     

京张高铁八达岭地下站及隧道工程信息模型一致性表达

北京—张家口高速铁路是国内第一条全线、全生命周期内所有专业均应用建筑信息建模技术的智能高速铁路。文章结合京张高铁重点工程—八达岭地下站和隧道工程BIM应用,基于铁路工程BIM技术标准,重点研究多专业设计数据一致性表达,构建了八达岭地下站和隧道工程的全要素信息模型,并利用中铁工程设计咨询集团有限公司开发的铁路多专业数字化协同设计软件,搭建了一个协同设计平台,使传统上离散的各专业设计数据能够实现集成展示,方便设计方案的对比和优化,有助于提升设计效率和质量,实现铁路工程的智能化建造。此外,提出将全要素信息模型与能够反映铁路基础设施运营维护阶段真实状况的海量三维点云数据融合起来,为运营维护阶段基础设施一致性检测提供支持。     

基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究及应用

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升，以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状，开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究，提出了不同阶段铁路三维大场景的制作方法，构建了铁路勘察设计数据库并开发了后台数据管理系统，研发了大场景铁路线路设计优化与决策系统(简称“大场景平台”),实现了铁路三维大场景网络化构建、多源数据管理以及三维虚拟踏勘、专业调查、线路优化、专业设计验证、成果展示等应用功能。经过铁路工程项目实际应用，大场景平台能够满足铁路勘察设计人员室内开展三维数字勘察与设计优化的应用需求，可明显提高铁路勘察设计作业效率及数字化技术水平，并为设计成果数字化交付打下了良好基础。     

城市轨道交通站台门参数化三维建模软件开发与应用

随着城市轨道交通飞速发展,站台门得到广泛运用,其设计工作量以及业主对站台门BIM(建筑信息模型)设计需求与日俱增。为了提高设计质量与效率,研究站台门系统结构组成、安装设计工艺与模型特征参数,利用遍历命名技术与基于模型特征化的三维设计技术,开发了站台门参数化三维建模软件。实现了站台门参数化建模和自动装配,提供了可视化模型,并在5 min内响应设计方案,为站台门BIM设计打下基础。     

铁路工程设计BIM技术的差异化与解决方案

研究目的:单体建筑的BIM技术及其应用已趋于成熟,但铁路工程BIM技术的开发与应用整体上尚处于起步和探索阶段。目前业主的需求越来越迫切和广泛,铁路工程设计BIM技术的开发与应用已迫在眉睫。通过建立基于BIM技术带状的铁路工程真实场景模型协同设计平台,实现各专业在同一个全线真实三维场景模型下的协同设计,使工程技术人员对各种工程信息作出正确的理解和高效的应对,从而提高生产效率、节约成本和缩短工期。研究结论:(1)带状大范围工程设计三维真实感场景技术的研究成功,开辟了一个全新的铁路工程设计应用BIM技术途径;(2)利用航空遥感影像数据和地形数据,由计算机生成与现场一致的三维真实场景模型;将各专业的工程三维模型按照里程坐标集成在一个带状连续的三维真实场景中,即可实现铁路工程BIM方式下的协同设计;(3)本文提出的铁路工程设计BIM技术开发与应用的解决方案,对铁道工程设计单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。     

基于Revit的铁路构件三维建模方法研究与应用

随着信息化和大数据时代的到来,BIM在土木工程领域的发展已经成为必然趋势.但铁路工程具有专业多、体量大、结构复杂、线路长等特点,铁路模型构建难度大、重复性工作多且各组件拼接复杂,建模效率低,直接影响了BIM在铁路工程的应用和推广.为解决上述问题,基于Autodesk Revit平台探索铁路三维参数化建模的思路与方法.通过建立构件族库,利用族样板和族嵌套技巧,实现铁路BIM模型的快速搭建.结合柳州市航二路延长线工程实际,验证了铁路参数化建模的实效性.     

福厦铁路泉州湾特大桥工程BIM技术应用研究

为推进BIM技术在铁路桥梁设计中的应用,研究选取福厦铁路项目中的泉州湾特大桥作为BIM技术应用工程,系统介绍铁路桥梁BIM的参数化设计思路和设计流程,采用CATIA平台,建立全桥结构BIM模型,并总结BIM设计成果,为其他铁路桥梁BIM设计及各专业协同工作提供参考。     

Auto CAD二次开发在铁路桥墩设计中的应用

研究目的:特殊桥墩的设计在铁路设计中越来越多,而目前尚无专门的铁路桥墩设计的商业软件,为了帮助设计人员从大量烦琐的绘图和计算工作中解脱出来,为此开展开发可以设计计算和绘图一体的铁路桥墩设计绘图参数化平台系统研究。本文采用组件化设计,基于VC7.0平台的C++语言和用Object ARX提供的封装类对AutoCAD进行二次开发,研发铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统。研究结论:(1)研发的铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统实现了自动输出桥墩构造图、桥墩顶帽及垫石钢筋图和桥墩墩身钢筋图的功能;(2)该系统实现了铁路桥梁桥墩的参数化设计,可切实提高设计效率,减少设计中的人为失误,提高工作效率;(3)以连续梁桥边墩设计为例,验证了系统的可靠性,结果表明该铁路桥墩设计软件的性能是可靠的。