土木在线论坛 \ BIM技术 \ 道桥BIM应用 \ 铁路工程BIM正向设计的思考与实践

铁路工程BIM正向设计的思考与实践

发布于:2022-11-02 11:43:02 来自:BIM技术/道桥BIM应用 [复制转发]
   
   




铁路工程BIM正向设计是对传统铁路工程项目设计流程的彻底变革,可有效提高铁路工程的设计效率与准确性,但其推广应用却遇到了较大困难。结合多年BIM应用实践经验,以及多专业BIM设计软件研发经历,深入分析阻碍BIM正向设计发展的原因,提出铁路工程BIM正向设计的整体规划。以铁路隧道专业为例,从标准、协同、效率、共享等方面阐述具体的解决办法。目前,隧道专业BIM正向设计软件已应用于西昆高铁、成渝中线高铁、宁淮城际铁路等多条重点铁路线路中,实现了全过程BIM设计,在提高工作效率的同时,有效保证了设计成果的准确性、协调性,可为今后同类工程的BIM正向设计研究提供借鉴




近年来,我国在建筑、铁路、公路等行业广泛展开BIM技术应用研究,并带来了革新性变化。据不完全统计,2017年,我国建筑业32.90%的企业BIM投入经费在10 万元/年以内,3.30% 的企业BIM投入经费超过500万元/年;截至2021年,各企业BIM投入经费均有较大提高,仅5.69% 的企业BIM投入经费在10 万元/年以内,19.77%的企业BIM投入经费超过500万元/年。由此可知,BIM应用已经成为提 升企业核心竞争力的必要手段。

伴随国家推进工程行业数字化转型的浪潮,铁路工程项目在设计过程中的各项管控质效要求显著提升。由于铁路工程设计涵盖专业众多、BIM正向设计软件开发难度大,在接口编写、成果交付、模型审查等方面缺乏全国统一标准,致使BIM技术多用于可视化方案展示、“错漏碰缺”检查等,未能真正发挥BIM技术的价值。同时,多数专业基于BIM技术的正向设计尚未形成系统的解决方案、标准流程、交付方式和内容,极易导致BIM设计效率低下、设计成果质量不高等问题。铁路BIM联盟针对铁路行业出台了一系列铁路 BIM团体标准,各相关设计院也在此基础上积极开展BIM正向设计标准化工作。

依托该系列标准,中铁二院工程集团有限责任公司(简称中铁二院)基于Bentley数字化平台的专业线性建模软件Open Roads Designer(简称  ORD),开发了铁路工程站前各专业的BIM正向设计软件。 其中,隧道专业软件的BIM正向设计功能最为系统、全面。


问 题 剖 析


 

BIM 正向设计是对传统铁路工程项目设计流程的彻 底变革,使得铁路工程各专业可以通过直观的三维模式展现,从而有效提高铁路工程设计的效率、准确性、 协调性。但是,铁路工程 BIM 正向设计的推广进度尚 未达到预期,其阻碍因素包括社会、政策、管理、技 术等方面。其中,社会因素决定了 BIM 正向设计的生 存环境,如各软件厂商的支持、社会培训健全度等; 政策因素决定了 BIM 正向设计的发展环境,如政策支 持、政府经费支持、国家标准制定等;管理因素是制 BIM 正向设计的内在要素,如企事业单位内部顶层领导的支持、基层技术人员的认知等;技术因素是 BIM 正向设计能否顺利推动的核心要素,如标准统一、专业协同等。    

   
作为铁路BIM正向设计的核心要素,技术因素主要包括标准、协同、效率、共享等4个方面:    
(1)标准方面。体现在现阶段国家、行业缺乏统一的BIM标准,且未能颁布类似二维出图的强制性规范、标准。    


(2)协同方面。体现在铁路工程各专业BIM设计软件多为单机版,难以实现专业间、专业内的实时协同,而跨平台协同更加困难。    


(3)效率方面。体现在现有大多数BIM正向设计软件实际为翻模工具,缺乏符合设计习惯的流程、操作交互,导致设计效率低下。    


(4)共享方面。体现在缺乏行业、企业内部成熟的BIM构件库,不同阶段、不同软件的 BIM 成果不能高效流转,导致模型、数据的复用率低    


整 体 规 划


 

铁路工程专业众多,各专业BIM正向设计技术路线及应用内容并不完全相同,但面临的问题却大同小异。因此,可按照“统筹规划、分专业突破、并行协同”原则,制定铁路工程BIM正向设计整体规划(见图1)。由图1可知,规划内容主要包括:    


(1)贯彻国家、行业相关标准,结合科研项目编制项目级、线路级技术手册和应用指南。    


(2)在项目管理、设计过程、设计校审中,实现多专业、单专业的BIM协同,利用中心数据库实现数据级协同。    


(3)研究正向设计过程中的关键技术,开展单专业BIM设计软件的开发,通过项目试点应用,保证设计工具落地。    


(4)利用知识库实现方案、成果、标准、资源等的共享,利用标准化交付、成果归档等方式,实现与其他各参建方的共享    


图1 体规划


具 体 措 施


 

标准方面      
   
平台支撑。       截至2021年,铁路BIM联盟已在铁路工程行业颁布了16部铁路BIM相关标准与指南,但在BIM正向设计领域仍未形成国家层面的统一规定和强制性规范、标准。目前,很多铁路工程项目制定了项目级BIM标准,在一定程度上促进了行业标准的可实施性和落地性,但也进一步降低了标准的统一性。同时,由于行业标准难以统一,使得主流软件对铁路行业BIM正向设计的支持力度不够,有针对性的功能开发不全,降低了行业软件可用度。因此,中铁二院在隧道专业BIM正向设计软件开发中,以行业、项目标准为基础,对专业间的数据接口进行了规范,并通过课题立项促进了软件研发的可持续性。隧道BIM正向设计软件的标准融合见图2。          


图2 标准融合


协同方面      
   
在铁路工程BIM正向设计中,协同方面存在的问题主要体现在跨专业实时数据协同难、专业内设计过程协同欠缺、设计阶段成果与外部参与方协同较差。中铁二院开发的隧道专业BIM正向设计软件利用Bentely Projectwise解决了对外的协同问题;利用数据库同步的方式,解决了多专业协同问题;利用MySQL数据库,实现了专业内设计过程数据的实时共享,解决了单专业协同问题;进一步研发了进出口处与其他专业接口的设计工具,实现隧道与桥梁、路基等专业交界处的快速、精确设计。该软件的协同设计见图3。          


图3 协同设计


   
效率方面      
   
目前,隧道 BIM 设计软件多为翻模软件,前期仍采用 AutoCAD 开展设计工作,存在设计分离、工作负担有增无减、投入产出严重失衡等问题 。中铁二院在隧道专业 BIM 正向设计软件开发中,通过读入 excel txt word mdb 等文件,实现与线路、地质、测绘等专业的数据接入;开发了针对线路参考图、通用参考图、可研概略设计等的通用设计模块;开发了可满足单工点的衬砌分段、施组、碴场、附属硐室、刷坡等功能要求的工点设计、辅助坑道设计、特殊设计等模块;开发了可提供二维出图、工程算量、 BIM 模型输出等功能的设计输出模块。该软件的功能展示见图 4    

   

图4 功能展示


   
共享方面      
   
现有铁路工程 BIM 设计软件多为单机版,难以实现跨 软件、跨阶段、跨专业的数据模型共享,设计经验及成果 也难以通过数据方式积累与共享。隧道专业 BIM 正向设计软件采用 C/S 模式开发,基于 MySQL 数据库研发后台功能,实现了与 ANSYS ABAQUS 之间的数据动态交互, 实现了与施工方管理系统之间无损数据、模型共享,还能 导出国际公认的 IFC 格式,实现与其他软件、系统的数据 与模型共享,最终实现设计成果在协同工作平台自动归档 的目标。该软件的多维度共享见图 5。    


图5 多维度共享

   



 

总结 


通过多年BIM应用实践,结合多专业BIM设计软件研发经历,尤其通过隧道专业BIM正向设计软件的开发研究,对铁路工程BIM正向设计的应用与推广提出以下几点思考    

(1)做好统筹规划。BIM技术应用是一把手工程,需结合行业及企业特点,提前部署、顶层规划,从更高维度制定总体发展路线、出台统一标准、选择基础平台,从而具备明确的发展目标,避免方向性错误。    

(2)抓好软件研发。通过持续开展软件研发,提高BIM正向设计的投入产出比,解决其投入大、门槛高、效率低等问题,才能使BIM正向设计被决策者和设计人员所接受,实现铁路工程全专业的推广与应用。    

(3)强化人才培养。BIM正向设计需要的是集专业经验、BIM技术于一体的复合型人才,各单位需要结合人才引进、自主培养、考核奖励等措施,逐步壮大BIM设计人员队伍,使企业真正具备BIM正向设计的能力。    

(4)落实试点应用。全专业、全项目BIM设计是一项庞大的工程,在前期不宜全面开展,应从单点工程、优势专业出发探索技术路线,在技术完全实现之后,再带动其他专业实现全面应用。


    

  • 爱吃炸鸡番茄酱

    随国家推进工程行业数字化转型的浪潮,铁路工程项目在设计过程中的各项管控质效要求显著提升。由于铁路工程设计涵盖专业众多、BIM正向设计软件开发难度大,在接口编写、成果交付、模型审查等方面缺乏全国统一标准,致使BIM技术多用于可视化方案展示、“错漏碰缺”检查等,未能真正发挥BIM技术的价值。同时,多数专业基于BIM技术的正向设计尚未形成系统的解决方案、标准流程、交付方式和内容,极易导致BIM设计效率低下、设计成果质量不高等问题。铁路BIM联盟针对铁路行业出台了一系列铁路 BIM团体标准,各相关设计院也在此基础上积极开展BIM正向设计标准化工作。

    2022-11-14 16:30:14

    回复 举报
    赞同0
  • 铁路工程造价计价依据的实践与改革设想
    本资料为铁路工程造价计价依据的实践与改革设想,本文根据铁路工程定额的现状情况分析,提出计价依据的改进意见,值得引起重视。铁路工程造价受定额影响,也关系到工程成本和施工企业的效益,应探讨更科学更切合实际
  • 对监理标段范围内(包括改移道路、通讯线路改移、电力迁改、路基、桥涵、轨道、隧道、房屋、环保、给排水、及其附属工程、其它运营生产设备及建筑物等)工程建设进行监理,对监理标段内全部工程进行质量

  • 铁路工程商务标书
    某铁路工程商务标书
  • 铁路工程基本情况   建筑安装工程基本情况   单位工程开工情况表   本月工、料、机动态表   各类工程项目完成情况表   重点工程项目完成情况统计表   原材料、构配件进场检查情况表

  • 铁路工程监理月报
    铁路工程基本情况 建筑安装工程基本情况 单位工程开工情况表 本月工、料、机动态表 各类工程项目完成情况表 重点工程项目完成情况统计表 原材料、构配件进场检查情况表 本月混凝土、砂浆及防水材料检查试件及
  • 公路及铁路工程测量
    中线测量:就是通过直线和曲线的测设,将道路的中线具体地测设到地面上去,并测出其里程。中线测量的主要任务是把纸上的线路测设到地面上,并用木桩固定不来。
  • 本设计为某车站站房空调施工设计图纸,系统选用地缘热泵,风机盘管加新风系统,大空间系统设计,本图适用于铁路工程车站空调设计,欢迎各位设计师指导。...
  • 铁路工程监理规划
    XX至XX铁路增建第二线工程,是改建铁路XX大能力通道的重要组成部分。XX至襄樊段位于湖北省西北部,东起湖北省会XX市,经孝感、随州、至襄樊,全长299.75正线公里。它连接着XX和XX两大干线,东联
  • 汶川地震铁路工程震害特征及工程抗震设计对策思考
    简要介绍“5.12”汶川大地震及特点以及地震引起的铁路工程震害主要类型及特征,并对“生命线”工程、地震引发的次生地质灾害、地震近场效应及近场区工程设计、铁路工程抗震设计标准修订、铁路工程抗震设计关键技
  • 铁路工程施工组织设计2

    工程规模   本标段主要工程为路基工程、桥涵工程、轨道工程、电力工程、给排水工程及站场建筑设备工程。   主要工程数量:   站场路基: 450868 m3。   浆砌片石22513 m3

  • 铁路工程承台模板设计
    铁路工程承台模板设计图, 模板面板采用6mm厚钢板,面板边缘焊接∟50×6mm;竖肋采用普通[6.3,横向间距350mm,与面板焊接;横肋之间设计加劲肋,采用60×6mm的扁钢,竖向间距350mm,并
  • 铁路工程组织设计方案
    根据桥墩高度多变、截面尺寸和收坡坡率各异的特点,墩身模板采用我公司在内昆、株六铁路桥梁施工中获得成功经验的组合钢模板辅以木模,内衬硬质PVC板的施工工艺。该工艺利用组合钢模板简单易拼,适应灵活的特点,
  • 铁路工程涵洞详细设计
    本工程为某铁路工程涵洞详细设计图,包含明涵铺装、圆管涵八字墙尺寸图、圆管涵布置图、支撑梁等,图纸内容完整,表达清晰,制图严谨,欢迎设计师下载使用。
  • 铁路工程设计软件学习
    铁路工程设计软件学习
  • 铁路工程施工组织设计
    包​含​桥​涵​路​基​、​基​底​处​理​、
  • 铁路工程空调图纸(系统设计
    设计阶段:施工图设计
    出图时间:2010
    设计内容:中央空调
    CAD版本:CAD2000
    地上层数:3层
    采暖方式:空调系统
  • 铁路工程节能设计规范
    本资料为某铁路工程节能设计规范,内容详尽,可供参考借鉴。
  • 铁路工程施工组织设计
    某铁路工程施工组织设计, 内容详细,供设计师参考。
  • 铁路工程施工组织设计

    某铁路工程施工组织设计,内容详实,可供参考。

  • 铁路工程概算编制示例
    铁路工程概算编制示例,按照“铁建42号文”编制总概算表、综合概算表、建筑工程个别概算表、分部分项工程单价分析表、机械台班单价分析表、运杂费单价分析表、工料机数量计算表。 工程概况: 某工程处在铁路三区

阅读下一篇

海底隧道项目BIM技术应用案例赏析

来源:共享BIM 如有侵权,请联系删除 工程概况      

回帖成功

经验值 +10