BIM技術(shù)在高速鐵路設(shè)計中的應(yīng)用中國中鐵二院工程集團有限責任公司（簡稱“中鐵二院”），原名鐵道第二勘察設(shè)計院，成立于1952年9月?，F(xiàn)隸屬于世界500強企業(yè)——中國鐵路工程集團有限公司。中鐵二院是全國大型綜合性勘察設(shè)計咨詢企業(yè)，公司持有勘察、設(shè)計、咨詢、監(jiān)理、環(huán)境評價等資質(zhì)證書和對外經(jīng)營資格證書四十多項，是全國首批獲得設(shè)計資質(zhì)綜合甲級的八家單位之一，也是國內(nèi)公路系統(tǒng)外首家獲得公路“四甲”資質(zhì)證書的單位。設(shè)有線路、軌道、地質(zhì)、路基、橋梁、隧道、站場、建筑、環(huán)保、通信、信號、電力、及航測等四十個專業(yè)。依托鐵路，目前業(yè)務(wù)已拓展到公路、城市軌道交通、市政工程、區(qū)域綜合規(guī)劃、輪渡碼頭、工程總承包、工程監(jiān)理、巖土工程施工、房地產(chǎn)、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、冶金礦山等各類領(lǐng)域。案例：

西部某高速鐵路三維設(shè)計相關(guān)軟件及解決方案：

AutodeskRevitArchitecture

AutodeskRevitStructure

AutodeskRevitMEP

AutodeskNavisworks

AutodeskEcotect

Autodesk3dsMaxDesign

AutoCADCivil3D客戶證言：

AutodeskRevit作為HYPERLINK"/"BIM的重要技術(shù)支撐平臺，實現(xiàn)了設(shè)計成果的平立剖三維互動，提供了強大的“多任務(wù)”能力，對鐵路站房設(shè)計觀念和方法帶來了新的變革?！袊需F二院工程集團有限責任公司信息中心總工程師董鳳翔通過歐特克公司的三維設(shè)計軟件，讓業(yè)主能夠更加直觀生動地了解設(shè)計成果的最終形態(tài)，在匯報交流過程中，極大地減少了溝通障礙，得到了業(yè)主的高度認可?！袊需F二院工程集團有限責任公司信息中心總工程師

董鳳翔AutoCADCivil3D強大的參數(shù)化鐵路路基建模和動態(tài)更新的特性給我留下了深刻印象，它能夠幫助線路和路基專業(yè)設(shè)計人員高效率地完成設(shè)計工作?！袊需F二院工程集團有限責任公司交規(guī)院副總工程師胡光常通過在AutodeskRevitStructure中構(gòu)建自定義三維橋梁結(jié)構(gòu)族，創(chuàng)建中將結(jié)構(gòu)參數(shù)暴露給用戶靈活修改，給橋梁三維建模帶來了一種新思路，讓橋梁設(shè)計變更更加直觀、簡潔、高效?！袊需F二院工程集團有限責任公司橋梁專業(yè)工程師楊詠漪案例正文：HYPERLINK"/"BIM技術(shù)在高速鐵路設(shè)計中的應(yīng)用——西部某高速鐵路三維設(shè)計項目概況

西部某高速鐵路項目設(shè)計時速250km/h，橫跨三省十一縣，正線長度約515km，其中特大橋14座，特長隧道180座，總橋隧長度約405km，橋隧比81%，線路跨越中國西南山區(qū)的崇山峻嶺，地形和地質(zhì)條件都非常復(fù)雜，設(shè)計和施工難度很大。中鐵二院將HYPERLINK"/"BIM技術(shù)應(yīng)用于站前多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，三維設(shè)計周期為2012年1月到6月。項目挑戰(zhàn)及解決方案

作為一個高速鐵路項目，本項目面臨的挑戰(zhàn)包括：項目整體線路較長，在平面選線和路基橫斷面設(shè)計上的影響因素很多，工作量很大。與此同時，項目設(shè)計周期卻相對較短，只有大約6個月，與同等規(guī)模的項目相比，只占其50%。項目中的一大挑戰(zhàn)就是要在有限的項目設(shè)計周期內(nèi)完成多個方案的比選，并生成高質(zhì)量的橫斷面設(shè)計圖紙，且業(yè)主期望以更為直觀的方式獲取設(shè)計最終效果?；谝陨享椖刻魬?zhàn)，中鐵二院組建了一支BIM設(shè)計小組，將HYPERLINK"/"BIM技術(shù)應(yīng)用于該項目，從而實現(xiàn)了專業(yè)之間數(shù)據(jù)的協(xié)同與共享，提高工程設(shè)計質(zhì)量，為業(yè)主提供更為直觀的交付方式。BIM技術(shù)在線路、路基協(xié)同設(shè)計的應(yīng)用

本次三維設(shè)計首先運用基于三維GIS平臺的空間選線系統(tǒng)，規(guī)劃鐵路的線路通道，為后續(xù)設(shè)計研究奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)利用三維GIS平臺，獲取地形高程數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)及相關(guān)地理信息，直接進行鐵路線路規(guī)劃設(shè)計，并進行方案綜合展示、構(gòu)建沿線鐵路三維場景及線路方案比選。圖1

進行線路交互式定線

圖2

設(shè)置縱斷面變坡點圖3規(guī)劃車站、橋梁和隧道的位置在線路規(guī)劃完成后，設(shè)計人員將線路平、縱數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入AutoCADCivil

HYPERLINK"/print"3D軟件，并根據(jù)初步選定的裝配，快速創(chuàng)建鐵路路基三維模型。AutoCADCivil

HYPERLINK"/print"3D強大的參數(shù)化鐵路路基建模和動態(tài)更新的特性幫助線路和路基專業(yè)設(shè)計人員高效率地完成了工作，通過對路線平縱斷面的調(diào)整，可以實時地觀察到路基模型的更新和土方量的變化。圖4添加路基模型生成三維路基由于線路穿越山區(qū)，地形起伏很大，因此橫斷面的變化也很多。在傳統(tǒng)的設(shè)計手段下，這部分的工作通常需要花費大量時間和人力。一般來說，10km的路基橫斷面需要大約5天。利用AutoCADCivil3D的智能路基橫斷面部件，如條件判斷部件等組成的裝配可以很容易地應(yīng)對橫斷面的變化。同時在AutoCADCivil3D中的橫斷面圖紙和路基模型動態(tài)關(guān)聯(lián)，任何對于線路平縱斷面和路基裝配的修改，都可以實時精確地反映到橫斷面圖紙上。三維路基模型與橫斷面圖對應(yīng)關(guān)系根據(jù)三維路基模型自動生成二維橫斷面圖這就使設(shè)計人員可以集中精力在設(shè)計本身上。在本項目中，160km的鐵路路基設(shè)計上，設(shè)計人員花了大約10天時間來研究橫斷面的坡度、擋土墻和排水溝等細部問題，而只用了一小部分時間修訂圖紙。BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計的應(yīng)用

在鐵路橋梁設(shè)計方面，設(shè)計人員使用AutodeskRevitStructure建立了大量的參數(shù)化橋梁結(jié)構(gòu)族庫，并定制了相關(guān)的視圖樣板和明細表模板。根據(jù)測繪、地質(zhì)、線路等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計人員利用參數(shù)化的族庫，拼裝成三維橋梁模型之后，便可快速得到二維圖紙和混凝土工程量。同時，借助AutodeskRevit的API，橋梁工程師還開發(fā)出了橋梁下部結(jié)構(gòu)的參數(shù)化鋼筋配置模塊，為每一種不同類型的橋墩和橋臺快速布置實體鋼筋，以便于鋼筋圖的生成和鋼筋數(shù)量的統(tǒng)計。圖7三維剛架墩模型（參數(shù)集）圖8鋼架墩二三維圖紙BIM技術(shù)在車站設(shè)計的應(yīng)用

在車站設(shè)計上，設(shè)計人員采用了基于BIM理念的AutodeskRevit系列軟件。在傳統(tǒng)工作方式下，不同專業(yè)之間的設(shè)計人員采用二維平面圖進行交流，既不直觀又容易出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的情況。而設(shè)計中一個小小的專業(yè)間的碰撞就有可能在施工中帶來巨大的成本追加。在本項目的車站設(shè)計中，設(shè)計人員使用AutodeskRevit的工作集和鏈接管理，將多專業(yè)的AutodeskRevit模型進行整合和沖突檢測。其中的一個車站設(shè)計，總共發(fā)現(xiàn)管道系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間5處碰撞。根據(jù)碰撞結(jié)果，設(shè)計人員重新進行管線綜合，在施工之前將錯誤避免，同時也為業(yè)主提供了更為直觀的最終成果展示手段。通過AutodeskRevit軟件設(shè)計的車站三維模型通過不同視角對三維模型進行切割在完成設(shè)計之后，整個車站的模型被導(dǎo)入AutodeskNavisWorks進行四維施工模擬，以便施工項目經(jīng)理和業(yè)主更好地了解項目建造過程和控制施工進度。圖11

四維模擬施工一

圖12

四維模擬施工二BIM技術(shù)與成果展示

在展示交流方面，一方面設(shè)計人員將AutoCADCivil3D創(chuàng)建的三維鐵路路基模型和地形通過AutoCADCivilView導(dǎo)入Autodesk3dsMaxDesign進行鐵路軌道線路的可視化展現(xiàn)，以便于方案溝通。之前，建模工作需要在Autodesk3dsMax中完成。路基的臺階式邊坡和高度變化的擋墻通常需要花費大量時間和人力，而且模型精度不高，只是一種示意?，F(xiàn)在，AutoCADCivil3D精確的三維模型可以無縫地導(dǎo)入到Autodesk3dsMaxDesign中來，并使AutoCADCivil3D模型和Autodesk3dsMax模型保持一致的更新關(guān)系。不僅真實地反映了工程，更省去了重復(fù)建模的時間。多媒體制作人員可以集中精力完成后期的渲染表現(xiàn)和動畫制作，而不是在建模工作上。圖13

在Autodesk3dsMax導(dǎo)入的道路局部模型另外一方面，項目完成之后，多媒體部門將歐特克軟件生成的路基、橋梁和車站等信息都導(dǎo)入到自主研發(fā)的可視化系統(tǒng)中，并結(jié)合測繪、地質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進行整個項目全線的展示匯報，以及相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)