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BIM在铁路施工组织设计中的应用探讨

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     进入21世纪以来,随着政府对铁路建设事业的重视,我国铁路建设取得了长足发展。但是,随着铁路建设规模逐渐增加,采用的技术也更加复杂,传统的铁路建设项目管理已经满足不了当前阶段的发展要求,这对铁路建设项目的管理提出了更高的要求。BIM技术应运而生,这项技术的运用弥补了过去铁路项目管理存在的很多问题,有利于铁路建设的良性发展。


     进入21世纪以来,随着政府对铁路建设事业的重视,我国铁路建设取得了长足发展。但是,随着铁路建设规模逐渐增加,采用的技术也更加复杂,传统的铁路建设项目管理已经满足不了当前阶段的发展要求,这对铁路建设项目的管理提出了更高的要求。BIM技术应运而生,这项技术的运用弥补了过去铁路项目管理存在的很多问题,有利于铁路建设的良性发展。



BIM技术在铁路管理中的应用

1.管理单位中的应用

     在铁路建设项目中,BIM技术的作用主要体现在以下两个方面。首先,在施工进度上的控制。在进行铁路建设时,施工单位和建设可以共同利用BIM技术对工程的工期、管理等进行优化和控制,实现铁路建设项目的动态控制。其次,在安全方面的控制。利用BIM技术,建设单位可以对安全管理中的薄弱之处进行强化,从而在减少安全事故的同时极大地提升铁路整体建设效率,还可以为竣工后铁路的运行和维护提供可靠的参考数据。


2.监理单位中的应用

     对于BIM技术在铁路建设监理单位中的应用,主要是表现在铁路在运行的安全及运行质量和进度管理的方面上。铁路建设监理单位在运用BIM技术时其功能及使用的方式和铁路建设的施工单位基本一致,并且通过这一技术在铁路建设中的运用能够减少铁路监理工作人员的工作强度,更好的提升了监理工作的效率,为铁路建设的管理提供服务。


3.施工单位中的应用

     由于铁路建设相对复杂,各工序之间较为繁琐,在进行安全管理有很大的风险,因此,安全管理成为施工单位重点关注的问题。通过BIM技术的使用,安全管理人员可以通过BIM模型找到相应的安全管理薄弱环节,从而采取有效的措施进行整改和防治,对铁路建设整体安全管理有很强的促进作用。

     在进行铁路建设时,在使用BIM技术后,并在BIM模型中加上时间上的数据,既能够使相关的工作人员更加便捷的进行虚拟的铁路项目的建设,让更多的施工人员可以全方面的了解并且掌握每个阶段中铁路建设的状况,进行可以观测,也预见性的技术交底,运用BIM技术来让数据变成可视化的三维模型,方便相关的铁路建设人员和相关的设计人员能够能细致的对各个设计的思想进行分析,了解每一施工的阶段,施工的方式及对质量上的检查及完善,真正的对技术交底的工作进行落实,提升铁路建设的工程质量,在实现铁路安全质量的基础上,加快铁路的施工建设。



铁路施工组织设计利用BIM的思路方法

    如若实现前述铁路施工组织设计的特征及功能,需要以BIM为技术核心,以GIS数据、铁路设计信息、施组要素信息为基础,运用计算机及信息网络技术, 建立铁路施工组织设计协同平台,在协同平台上进行三维可视化施工组织设计。通过协同平台,设计方、建设方、施工方可以共享和传递数据信息,有利于协同工作和施工组织设计的优化。





建立相关数据信息库
     建立铁路施工组织设计所必须的数据信息库, 包括GIS数据库、铁路设计信息库、施组要素信息库, 各数据信息库之间数据相关联。
GIS数据库

GIS数据库包含不同比例尺的政区图、地形图、地质图、交通图等, 能反映地形、地貌、地物、地质、水文、交通等信息。地图数据可来源于OpenStreetMap开源数据,也可来源于谷歌地图等闭源数据。高程数据可采用SRTM的DEM,用于生成等高线。对于重点大临工程所处区域,可以通过现场勘测获得加密的地图数据。把GIS数据库中平面坐标数据与高程数据结合起来, 可以构建具备空间场景的三维立体模型,方便进行可视化设计。另外,GIS数据库中包括航拍图片,可以直观地察看现场情况,部分代替人工现场踏勘,减少工作量。


铁路设计信息库
铁路设计信息库包括线路、站场、路基、桥梁、隧道、轨道、四电、房建等专业的设计信息。如线路技术标准、里程、断链信息,路桥隧工点的WGS84坐标数据,桥梁孔跨结构、下部结构, 隧道辅助导坑等设计信息。

铁路设计信息库的数据,一方面来源于站前、站后各专业共享的设计数据, 另一方面来源于工经专业的现场调查数据,如交通运输、材料供应、施工干扰等情况。


施组要素信息库

施组要素信息库既包括可用于材料运输的公路、铁路、水运信息,如公路道路标准、路面类型、路面宽度、路况、利用长度等,铁路技术标准、可利用车站规模、货运情况等,水运航道标准、利用情况等;又包括供应铁路建筑材料的料源信息,如石场、砂场、材料场、钢轨场、轨枕场、道砟场等。也包括大临工程的设计信息,如里程、位置、占地面积、地形地貌、交通运输等。


施组要素信息库外业通过手机移动端进行数据采集, 内业通过PC端进行数据整理和补充。手机移动端数据采集有自动和手动两种模式, 自动模式采用GPS定位记录位置坐标及行车( 走) 轨迹线, 手动模式直接在手机屏幕上点点定位或点点划线。通过自动或手动模式创建施组要素对象后, 再在手机移动端将对象属性初步填写完成。转入内业后, 将施组要素对象仔细修改使之准确无误, 并将对象属性详细填写完整。





通过协同平台进行施工组织设计

     在协同平台上从空间和时间两个方面进行施工组织设计。空间上以施工总平面布置图为主线,涉及内容有重点工程的分布及施工方案、大临工程的布置及设计、建筑材料料源分布及运输等。时间上以总体形象进度图为主线, 涉及内容有控制工期工程和重点工程的开工时间、完工时间及工期,梁场、轨枕板场、铺轨基地的施组方案,横道图及年度资源配置等。


协同平台与数据信息库相联,加载GIS数据、铁路设计信息及施组要素信息后能够立体展示设计线路的空间形态及施组要素与设计线路的空间关系。通过漫游模式,设计者可足不出户即能身临其境地观察到设计线路周边地形地貌等环境信息及工程设计情况,有利于进行重点工程的施工方案设计及优化。
通过协同平台,设计者能够在外业调查前提前进行重点大临工程的设置方案研究, 使现场调查有的放矢,提高效率。协同平台存储有重点大临工程的标准模式设计方案数据,并能够根据工作范围确定规模,自动调整设计方案数据。由于具备三维地形信息和地质、水文信息,协同平台能够在选定的地点进行重点大临工程的可视化设计和碰撞检查,并能生成设计图和计算工程数量。


通过协同平台共享和传递数据信息

     设计各专业通过协同平台能够进行数据信息的交流, 共同制定设计方案, 如梁型的确定和梁场的布设、隧道工期的确定和辅助导坑的设置等。同时, 协同平台支持设计方、建设方、施工方访问模型关键信息,为各方制定施组设计意见、指导性施组、实施性施组建立起信息沟通的桥梁,有利于统一原则,优化施组方案,加快编制速度。

     将BIM技术应用于铁路施工组织设计, 既有利于各专业、各参建方之间的协同工作、共享信息,也有利于工经专业提高工作效率、提高设计文件质量。因此,应用BIM技术是铁路施工组织设计发展的必然方向。


END

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