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BIM技术在铁路工程中的应用

来源:BIM技术在铁路工程中的应用 时间:2020-06-26 作者:BIM技术在铁路工程中的应用 浏览量:
随着BIM技术的发展与完善,如今的BIM技术也逐渐成为了铁路桥梁工程领域中的未来发展潮流与趋势。但想要完善铁路BIM系统,我们除了掌握好BIM知识之外,还需要了解铁路BIM应用实践中都存在着什么问题,以及如何通过BIM技术来实现它。

本次BIM项目主体为杨家岭大桥,位于新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段,主要跨越在建的三浙高速公路。大桥分为左线和右线,其中左线大桥与右线大桥并行,与左线大桥合并为四线桥,共用三门峡台和5号墩。
一、施工实景建模
施工现场的信息复杂多样,二维模式下无法同时表现地形、地貌、空间相对关系等信息,有一定的局限性。本项目中以无人机航拍照片为素材,分不同施工阶段对施工区域内场地进行实景建模。
获取的三维模型,可以切换成点云数据、三角网格数据,进入到BentleyDescartes软件进行点云数据处理,也可以直接导入到Bentley土木专业软件Powercivil、建筑BIM专业软件AECOsim做实体建模、出图等工作。可以实现对模型的分析,虚拟建造,模拟移动路径等等诸多应用功能。
通过实景建模解决方案,获取实景模型,基于该模型的数据,可以做三维编辑、修改,测量体积、面积、长度(本次精度为厘米级)。在测绘阶段获取准确信息,在设计阶段及时将概念实际化,在施工阶段获取施工现场最新的信息。借助三维实景模型还可以对施工场地进行布置规划,优化材料储存和运输路径。
二、地形及路线模型
PowerCivil是一款面向道路、铁路、桥隧、场地、雨水道等基础设施设计的专业软件,也是土木行业的BIM平台(内嵌MicroStation,可集成其他专业产品设计的模型),可为土木工程和交通运输基础设施项目的整个生命周期提供支持。智能数字地形建模(DTM)将道路中心线、路面边缘或沟渠等要素合并到表面模型中。
通过智能通道建模工具,来实现三维道路的上下文智能设计。建模功能和参数化设计工具以平面图、横断面图、纵断面图和超高视图方式动态查看设计并且获得即时反馈。通过直接对参数化图形组件进行操控或在上下文相关对话框中精确输入相应数值,实现对横截面进行修改。
三、三维桥梁模型
桥梁大师是国内基于CAD平台自主开发的二维桥梁制图软件,2009年被Bentley收入旗下,与BIM平台整合,将桥梁大师功能延伸了到了三维领域,也增强了Bentley平台桥梁部分的建模能力。桥梁大师采用二维参数驱动的方式建立桥梁各个建模标准图,通过设置桥梁的路线信息、中心桩号、跨径等信息套用标准图生成桥梁模型,同时可以设计构造、钢束、下部结构生成对应的详图。
桥梁大师中生成的设计模型可以输出到PowerBridgeMaster中,实现在Microstation中三维桥梁的创建,将桥梁设计信息同步转换到DGN模型中,用于数字化移交设计项目。本项目首先在桥梁大师中输入杨家岭大桥左线与右线的设计信息,生成二维桥梁模型。
凭借Bentley平台的文件统一性,可以将三维桥梁模型与实景模型整合,用来查看桥梁和既有结构之间的空间相对位置关系,提前发现隐患。
四、钢筋与施工设施建模
Prostructure基于Bentley强大的三维平台Microsation,不仅能够处理钢筋混凝土结构中各种各样异形结构的建模与布筋,同时,基于统一的数据格式,又能够确保深化的信息模型在全生命周期不同阶段的信息交换。
异形构件主要是解决主筋和箍筋,不管布置主筋还是箍筋,对于异形体都可以批量的布置,不需要一根一根的去布置;钢筋的方向,可根据构件提取的导向线来控制。并且可以通过不同的钢筋显示模式控制钢筋:支持线框模式、渲染模式以及剖面显示。
五、工程量统计与施工模拟
在创建BIM模型的过程中,对各个专业的相应构件输入需要的工程属性,这些属性在需要的时候能够被计算机自动抽取,分门别类地进行相应统计和报表归类。
通过Prostructure创建的普通钢筋模型也可以通过自动统计功能获得钢筋材料总量,并可以选择钢筋表模板导出报表。
通过BIM技术生成的三维模型包含完整的几何信息和材质信息,还可以导入到专业的动画制作软件诸如CC软件中进行更丰富的渲染和动画制作。
项目还可以通过吊装模拟事先模拟大型设备吊装方案,在3D虚拟环境下检查项目设计和施工能力。用户还可对施工计划进行模拟并为其制作动画,并通过动态碰撞分析模块检测物体运动过程中可能潜在的碰撞。
六、协同工作平台
通过Projectwise平台,搭建项目目录,并且对于分处于异地办公的项目人员使用各自不同的设置。项目人员可以通过标准配置设置创建并访问项目文档,同时通过Projectwise命名向导按预设标准自动生成文件。
基于Projectwise服务器的搭建,本次项目中主要实现了以下技术点的运用:
1)文件版本控制;
2)多用户协调操作文档;
3)误删找回;
4)连接设计与施工;
5)多角色人员权限管理;
6)提资、审图、发布。
七、结语
BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点,也可以与施工管理有机的结合,解决了许多施工中的难点问题,提高工作效率,为建设方创造了更多的价值。

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