BIM技术在施工中的应用

新建江苏南沿江城际铁路位于苏南地区，西起南京市，途经镇江市、常州市、无锡市、苏州市，终点至苏州太仓市，正线278.53?km。全线设南京南、句容、金坛、武进、江阴、张家港、常熟、太仓8座车站，其中南京南站为既有站，张家港、常熟、太仓站与沪通铁路共站。

该项目主要技术标准。铁路等级：高速铁路；设计速度：350km/h；正线数目：双线；线间距：5m；最小平面曲线半径：一般7000m、困难5500m；最大坡度：20‰，困难地段30‰；到发线有效长度：650m；列车运行控制方式：CTCS-3；调度指挥方式：调度集中。

NYJZQ–XXXX标：正线DK24+510[句容1号特大桥159号墩（不含）]～DK58+775（302县道特大桥台前）站前工程，长度34.265km。主要工程数量：正线桥梁10座27.42km；梁场1处；隧道1座0.85km；路基5.995km；综合维修工区1处。

一、BIM技术的进展与应用

1.数据来源

BIM在项目施工阶段数据来源有两种：一种是来自设计阶段，通过软件之间的数据接口可直接将设计阶段的三维模型延续到施工阶段，无须再建模。另一种是来自施工图纸，通过二维图纸绘制规律建立三维模型。无论哪一种方式，施工阶段BIM数据要完全与设计阶段相同。

2.族库建立

目前BIM技术主要针对房屋建筑工程开发的软件，在铁路项目中使用需要进一步改革创新，公司于2019年组织BIM学院人员对BIM技术使用在铁路工程中的族库进行建立，拥有自己的桥梁族信息库。桥梁工程模型中使用的族库已经建立完成，从基础工程到桥面系工程以及应用在高速铁路中的无砟轨道工程。

3.南沿江城际铁路项目建模过程

建模采用工作集、链接协同设计模式，通过工作集由多人同步进行建模，每个人完成任务后进行模型总装。初步实现模型总装、数据导入导出、工程量统计、三维技术交底、实施漫游、施工模拟等，下一步将通过BIM技术的可视化、可出图、协调性、模拟性、优化性五大特点进行项目的实施 规划。

（1）线路轴网建立。

Revit软件建轴网默认为横平竖直的轴线，铁路线性布置在直线段的轴网可以直接按照线路中心线和每个墩中心里程建立。而在铁路工程项目中线性很多布置在曲线段，南沿江城际铁路项目三阳川渭河1号特大桥曲线半径11?004.6?m，2号特大桥曲线半径8?004.6?m，两个特大桥均布置在曲线段上，所以曲线段建立轴网存在较大的困难，为保证线路中线轴与墩中心里程轴成90°，研究发现利用三角函数关系，通过计算利用偏角法，用角度来控制轴网能够精确地实现曲线段轴网建模。

（2）主体结构建模。

轴网和相应的族建立后，就可以进行初步建模，南沿江城际铁路项目下线工程BIM技术建模已经完成。线上工程由于线上工程构建较多，无砟轨道、遮板、电缆槽、电缆槽盖板等一些小的构件多达几万个，同时曲线段均涉及偏角，如按照通常建模办法建模，每个构建都需要建一个轴网，工作量较大，也容易混乱。通过对软件功能的了解、研究分别通过3个方案来试着解决曲线段线上工程建模。

方案一：从族下手，编辑族的命令和参数，在建模过程中让族直接建出曲线段模型，这个方案用在有规则的结构物建模型。

方案二：按照直线段建模方法将线上工程分跨全部建全，然后采用整体移动和旋转的方式，将一整跨一次性调整，这个方法还需要数据计算，用数据控制、调整，这样才能保证模型的准确。这个方案用于电缆槽盖板上建模以及其他结构尺寸较小且数量较大的结构物建模。

方案三：将族建成以一跨为单位，这样减少构建数量，采用增加轴网，将每个构建建在轴网上，这样可以保证构建位置的 准确。

桥面系工程建模方案仍在进一步研究、探索，将从软件功能和建筑物结构两方面进一步研究和创新，将BIM技术在铁路中应用更加成熟。

无砟轨道建模：无砟轨道建模采用Revit软件中的栏杆扶手命令参数更改，将栏杆结构形状族换成轨枕族、将扶手结构族换成轨道族。

二、基于BIM 48m节段梁施工关键技术研究

南沿江城际铁路项目48m节段预制拼装梁孔，共计30个，每孔箱梁一共由11个节段组成，节段长度分布（2.7m+4.0+7×4.3m+4.0m+2.7m），每个节段之间接缝长度0.6m，采用C50钢筋混凝土湿接缝连接，梁段顶宽12.2m，底宽5.5m，梁高4.6m，最大单节段重量150t。节段梁施工过程中施工工艺、安全质量控制以及施工工期控制尤其重要，48m节段梁BIM建模已经全部完成，BIM技术作为一个四维的数据库，为施工管理提供很好的平台；其一采用BIM技术已经实现施工“三维技术交底”，以往的二维图纸交底中平立剖之间的抽象，也容易导致读图错误。通过使用BIM技术三维模型对梁体结构尺寸、钢筋交叉布置等比较复杂的部位进行三维交底，不论技术人员还是现场劳务人员均能清晰地理解设计意图，方便施工管理。其二通过“施工模拟”来指导施工，48m节段预制拼装梁是公司首次施工，在施工经验上有所不足，在南沿江城际铁路项目中利用BIM技术在施工前模拟一遍施工，提前了解施工工艺和技术、安全控制要点。南沿江城际铁路项目48m节段梁利用BIM技术按照设计结构尺寸及工艺模拟施工时，发现造桥机横梁位置、节段吊放过程、墩身位置存在碰撞冲突，造桥机横梁需要重新调整位置，及时地化解了施工“冲突”。其三采用BIM技术对施工工期管理，建立管理平台，任何时间、任何地点、任何人登录到平台上均可以看到项目施工计划工期、节点工期以及相对应的形象进度模型，可以与实际形象进度对比（实际施工完成需要上传资料），能够清楚地看出工期是否滞后、滞后时 间等。

目前正在以南沿江城际铁路项目48m节段梁为重点进行技术研发。将模型连接鲁班软件进一步对项目施工工艺、安全质量进行施工指导，对施工工期和工程造价进行 管控。

三、未来展望

BIM技术在铁路项目中应用还处于不成熟阶段，南沿江城际铁路项目建模也是在大胆的创新中，在成熟之后BIM技术在铁路项目应用起来会更简单，BIM技术推广以后项目管理将升级到以BIM为核心，以工程数据管理为基础，延伸到全过程造价管理、采购管理、设备运转管理。BIM技术作为项目基础数据提供者，可将项目基础数据管理信息化、自动化、智能化。此外。BIM技术还需要根据实际项目不断地开发、创新。