沪通铁路太仓港站BIM技术应用

一、项目概况

沪通铁路为中国高速铁路网络八纵八横的沿海通道一段，对于实现沿江两岸产业联动发展，形成南北呼应，促进苏北经济发展，全面建成小康社会具有重要意义，为研究BIM技术在铁路综合路集中的应用，团队选取沪通铁路太仓港站开展BIM设计，工程全长2.6km，是时速200km/h的客货共线段，涉及测绘、线路、站场、轨道、桥梁、地质、路基等七大专业，是团队基于Bentley的平台首次开展铁路站前多专业协同设计项目，该项目面临诸多挑战：

1.项目参与专业多；如何基于IDM理论开展多专业协同设计？

2.站场路基复杂、多变，如何沿线路自适应地形开展精细化设计？

3.地基处理总计约二十万平方米，桩类型多且高度依赖于地形、地质层等边界条件，建模工作量大，如何提高建模效率？

4.框架桥涵共有12座，形式多样，Bentley无专门桥涵设计模块，如何实现参数化高效建模？

5.如何通过项目的开展，完善铁路行业相关专业IFC和IFD标准，从而有效推进BIM技术在铁路行业的应用？

二、项目前期策划与实施

结合本项目设计难点和业务设计流程，确立了基于Bentley设计平台的实施方案，制定了实施标准，基于BIM云平台保证IT资源的实时调整与优化，从而满足设计硬件环境需求，为解决工作关系繁复、工作流程和文档庞杂以及多方面管理的难题，通过搭建基于ProjectWise协同设计管理平台，建立基础文件、模型文件和管理文件多层结构，实现了设计模型的协同管理和资源共享，大幅提高项目各方的沟通效率。

三、BIM技术在项目全过程中的应用

采用数字摄影测量技术利用PowerCivil建立了太仓港站真实三维地理环境，基于Descartes增强地形影像效果，提供准确三维地形，基于MicroStation平台研发地质设计工具，利用原始钻孔数据、地址平面图、地形图等数据，构建项目区域具有地质信息的三维地质实体，有效解决了地质体无法二次利用的难题。

基于三维进行模型，用PowerCivil进行了线路平纵横设计，构建了三维线路模型，为其他专业提供了基础数据，对于太仓港复杂路基设计，利用可视化编程手段创建参数化构建模板后，按照路基不同结构，进行灵活拼接，通过设定参数约束，实现复杂横断面自适应过渡，最后沿三维线路自适应地形生成站场路基模型，为解决重复性工作多、数量极大的地基处理桩和框架桥涵的设计难题，项目组开发的地基处理桩、框架涵洞和竖井洞口水管保护涵洞设计插件，实现了相关专业参数化设计，将建模效率提高了20倍以上，基本满足正向设计的要求，最后用PowerCivil横断面模板和廊道功能完成轨道专业设计。

BIM技术拓展应用，利用BIM技术的可视化特性，开展了碰撞检测、辅助二维出图、施工模拟等辅助动画设计内容，探索了Bentley平台与天宝数字化系统数据交互的可行性，为路基连续压实施工交底提供技术基础。

1.项目参与专业多；如何基于IDM理论开展多专业协同设计？

2.站场路基复杂、多变，如何沿线路自适应地形开展精细化设计？

3.地基处理总计约二十万平方米，桩类型多且高度依赖于地形、地质层等边界条件，建模工作量大，如何提高建模效率？

4.框架桥涵共有12座，形式多样，Bentley无专门桥涵设计模块，如何实现参数化高效建模？

5.如何通过项目的开展，完善铁路行业相关专业IFC和IFD标准，从而有效推进BIM技术在铁路行业的应用？

二、项目前期策划与实施

结合本项目设计难点和业务设计流程，确立了基于Bentley设计平台的实施方案，制定了实施标准，基于BIM云平台保证IT资源的实时调整与优化，从而满足设计硬件环境需求，为解决工作关系繁复、工作流程和文档庞杂以及多方面管理的难题，通过搭建基于ProjectWise协同设计管理平台，建立基础文件、模型文件和管理文件多层结构，实现了设计模型的协同管理和资源共享，大幅提高项目各方的沟通效率。

三、BIM技术在项目全过程中的应用

采用数字摄影测量技术利用PowerCivil建立了太仓港站真实三维地理环境，基于Descartes增强地形影像效果，提供准确三维地形，基于MicroStation平台研发地质设计工具，利用原始钻孔数据、地址平面图、地形图等数据，构建项目区域具有地质信息的三维地质实体，有效解决了地质体无法二次利用的难题。

基于三维进行模型，用PowerCivil进行了线路平纵横设计，构建了三维线路模型，为其他专业提供了基础数据，对于太仓港复杂路基设计，利用可视化编程手段创建参数化构建模板后，按照路基不同结构，进行灵活拼接，通过设定参数约束，实现复杂横断面自适应过渡，最后沿三维线路自适应地形生成站场路基模型，为解决重复性工作多、数量极大的地基处理桩和框架桥涵的设计难题，项目组开发的地基处理桩、框架涵洞和竖井洞口水管保护涵洞设计插件，实现了相关专业参数化设计，将建模效率提高了20倍以上，基本满足正向设计的要求，最后用PowerCivil横断面模板和廊道功能完成轨道专业设计。

BIM技术拓展应用，利用BIM技术的可视化特性，开展了碰撞检测、辅助二维出图、施工模拟等辅助动画设计内容，探索了Bentley平台与天宝数字化系统数据交互的可行性，为路基连续压实施工交底提供技术基础。

四、BIM解决方案

项目制定的协同工作流程，通过分析研究IDM架构，制定本项目各专业施工图阶段的IDM标准，明确专业内及专业间的协同流程，确定需求类150余个，信息属性400余个，细化数据级的信息共享与交互内容，基于IDM标准的多专业协同设计解决方案，结合BIM实施技术标准和PowerCivil基础环境标准，构建的设计协同环境，同时探索了中国铁路BIM联盟发布的IFC和IFD标准验证方法，通过映射及多次交叉对比IDM标准中专业内与专业间交换需求的IFC、IFD信息，验证其完整性与全面性。

基于MicroStation进行二次开发，实现了模型赋值与信息读取，专业内与专业间交叉检查，完善的路基专业IFC、IFD相关信息，以路基及专业为例，基于IDM标准流程，利用Bentley平台协同管理与设计机制实现专业内与专业间审查流程、消息机制及参考文献及协同设计，设计人员直接从模型中获取铁路IFC及IDM交换需求数据及交换信息，从而实现了基于Bentley平台的多专业BIM文件级与数据级协同，为后续项目协同设计提供了实践基础。

五、创新点

通过BIM技术在本项目中的应用，基于PowerCivil开发了适用于铁路行业综合路基处理桩和框架桥涵设计工具，有效提高了设计建模效率，初步实现了基于Bentley平台综合路基的正向设计。

基于IDM标准研究了多专业协同设计解决方案，实现了基于Bentley平台的沪通铁路太仓港站BIM协同设计。

研究了中国铁路IFC、IFD信息在Bentley平台利用的可行性，为推进BIM技术在铁路行业的应用奠定了基础。

四、BIM解决方案

项目制定的协同工作流程，通过分析研究IDM架构，制定本项目各专业施工图阶段的IDM标准，明确专业内及专业间的协同流程，确定需求类150余个，信息属性400余个，细化数据级的信息共享与交互内容，基于IDM标准的多专业协同设计解决方案，结合BIM实施技术标准和PowerCivil基础环境标准，构建的设计协同环境，同时探索了中国铁路BIM联盟发布的IFC和IFD标准验证方法，通过映射及多次交叉对比IDM标准中专业内与专业间交换需求的IFC、IFD信息，验证其完整性与全面性。

基于MicroStation进行二次开发，实现了模型赋值与信息读取，专业内与专业间交叉检查，完善的路基专业IFC、IFD相关信息，以路基及专业为例，基于IDM标准流程，利用Bentley平台协同管理与设计机制实现专业内与专业间审查流程、消息机制及参考文献及协同设计，设计人员直接从模型中获取铁路IFC及IDM交换需求数据及交换信息，从而实现了基于Bentley平台的多专业BIM文件级与数据级协同，为后续项目协同设计提供了实践基础。

五、创新点

通过BIM技术在本项目中的应用，基于PowerCivil开发了适用于铁路行业综合路基处理桩和框架桥涵设计工具，有效提高了设计建模效率，初步实现了基于Bentley平台综合路基的正向设计。

基于IDM标准研究了多专业协同设计解决方案，实现了基于Bentley平台的沪通铁路太仓港站BIM协同设计。

研究了中国铁路IFC、IFD信息在Bentley平台利用的可行性，为推进BIM技术在铁路行业的应用奠定了基础。

来源：艾三维 广州君和

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