creec_铁二院_隧道专业演讲

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1、BIM技术在隧道三维设计中的应用探索技术在隧道三维设计中的应用探索 隧道专业 2014年3月 一、总体概况 二、技术路线 三、阶段成果 四、结束语 主主 要要 内内 容容 一、总体概况 二、技术路线 三、阶段成果 四、结束语 主主 要要 内内 容容 近几年，BIM技术已经逐步在建筑、制造、电子等行业推广使用，并带来 了革新性的变化，而铁路隧道工程全生命周期的信息化程度仍旧处于非常低的 水平。同时，随着我国社会经济的稳步推进，铁路隧道工程已开始向低碳、环 保、可持续的方向发展，且伴随着国际同行业日益激烈的竞争与挑战，将BIM 技术应用于铁路隧道工程中以提高企业核心竞争力是必然的发展方向。 一、总

2、体概况 1、BIM应用现状 美国 NBIMS 标准 英国 (UK) BIM 标准 澳大利亚 BIM 标准 美国联邦总务局 GSA 标准 美国陆军工程兵团 USACE 标准 行 业 标 准 业 主 标 准 世界各国也相继颁布了一系列相关标准和指南。 一、总体概况 目前，BIM技术在我国建筑领域已有不少应用实例，如鸟巢、上海中心、上海世博会中国馆等， 但在铁路隧道领域中的应用研究工作尚处于探索阶段。 一、总体概况 中国第一高楼“上海中心” 一、总体概况 2、依托工程及课题 成贵线千斤塝隧道 宝兰客专石鼓山隧道 一、总体概况 2、依托工程及课题 一、总体概况 基于BIM技术的铁路隧道建设管理信息化技

3、术研究 基于BIM技术的铁路隧道施工图交付标准研究 3、阶段成果总述 一、总体概况 三维设计 理念提出 三维建模 技术突破 BIM交付 标准编制 部分二维 图纸生成 信息附加 技术实现 施工运营 应用探索 一、总体概况 二、技术路线 三、阶段成果 四、结束语 主主 要要 内内 容容 二、技术路线 1、铁路隧道工程BIM模型的特点 可视化 数字化 多维化 协调性 全过程 可操作 综合考虑软件性能、建模需求、施工模拟、运营维护等因素，选择了达索系列软件。 2、软件平台选择 二、技术路线 1 4 2 3 规划 设计 施工 运营 ENOVIA：协同管理平台，负责全生命周 期内信息协调和数据管理； CA

4、TIA ：产品设计平台，用于设计阶段建 立三维模型； DELMIA：仿真应用平台，用于施工阶段 的施工动态仿真、施组计划； 3DVIA ：三维展示平台，用于运营阶段。 2、软件平台选择 二、技术路线 达索系列软件在铁路隧道工程中的应用总体规划： 运营维护规划设计施工 地质 土建 结构 设计文件三维隧道 施工 方案 岩土有限元分析 项目启动 机电 设备 隧道设计图纸 专业 图纸 施工 组织 结构有限元分析 三维 设计 有限元 分析 二维 出图 数字 交付 用户手册 运营 管理 CATIAENOVIA VPM3DVIA/GISANSYS 动态 监测 维修 养护 3、总体规划 二、技术路线 一、总体

5、概况 二、技术路线 三、阶段成果 四、结束语 主主 要要 内内 容容 1、标准编制 课题组查阅了大量的相关书籍和论文。 书籍：书籍： 中国建筑信息模型标准框架研究 设计企业BIM实施标准指南 BIM总论 美国国家BIM标准(NBIMS)第二版 新加坡BIM指南 （1）资料调研 美国 NBIMS 标准 英国 (UK) BIM 标准 澳大利亚 BIM 标准 美国联邦总务局 GSA 标准 美国陆军工程兵团 USACE 标准 行 业 标 准 业 主 标 准 三、阶段成果 论文：论文： 数字化隧道三维建模分析 山东省文化中心项目BIM应用实践 市政工程设计中BIM技术的发展前景 探讨基于BIM的设计阶段

6、的流程优化 杭甬铁路客运专线施工图审核管理综 述及建议 （1）资料调研 三、阶段成果 （2）标准简介 总则总则 术语术语 基本规定基本规定 铁路隧道铁路隧道 BIM 交付要求交付要求 铁路隧道铁路隧道 BIM 二维标准二维标准 铁路隧道铁路隧道 BIM 三维标准三维标准 附录附录 附加说明附加说明 三、阶段成果 （3）文件命名规则 三、阶段成果 （4）结构分解 总体结构 三、阶段成果 （4）结构分解 洞 门 三、阶段成果 （4）结构分解 暗 洞 三、阶段成果 明洞明洞 附属洞室附属洞室 辅助坑道辅助坑道 （4）结构分解 三、阶段成果 2、三维建模 （1）建模思路 桥梁 骨架继承 参数设置 草图

7、绘制 路基 轨道 通信 信号 机车 模型生成 模板制作 模板实例化 线路 隧道专业BIM设计流程 三维地表模型三维地质模型 三 维 选 线 各专业协同设计 三、阶段成果 （2）模型构成 洞门模型 明洞模型 暗洞模型 附属洞室 模型 辅助坑道 模型 防排水 模型 三、阶段成果 （3）洞门模型 进口洞门草图 进口斜切洞门混凝土 进口斜切洞门钢筋 三、阶段成果 （3）洞门模型 出口斜切洞门 出口斜切洞门钢筋 出口帽檐钢筋细部 三、阶段成果 （4）明洞模型 明洞参数（部分） 明洞衬砌草图 边坡开挖与支护草图 三、阶段成果 出口明洞临时边仰坡防护、基底处理 出口明洞衬砌、回填 进口明洞钢筋 三、阶段成果

8、 洞身模型草图（Ve） 洞身整体模型 超前支护 （5）暗洞洞身模型 三、阶段成果 初期支护 钢筋网 型钢钢架 三、阶段成果 二衬模型 二衬钢筋 仰拱回填 三、阶段成果 专用洞室兼电缆余长腔 骨架信息 喷砼和锚杆 钢筋网 （6）附属洞室 三、阶段成果 型钢钢架 二衬混凝土 二衬钢筋 三、阶段成果 骨架信息 初喷和锚杆 直放站兼电缆余长腔 型钢钢架 三、阶段成果 二衬钢筋 门框墙 电缆槽 三、阶段成果 电力照明箱变洞室 骨架信息 初喷和锚杆 复喷 三、阶段成果 二衬混凝土（多角度展示） 三、阶段成果 后墙混凝土 后墙钢筋 门框墙 三、阶段成果 （7）辅助坑道（斜井） 洞门端墙 洞口挡墙 洞口段整体

9、模型 三、阶段成果 单车道斜井衬砌草图 单车道斜井整体模型 衬砌钢筋 钢架 三、阶段成果 双车道斜井衬砌草图 双车道斜井整体模型 衬砌钢筋 三、阶段成果 （8）防排水 洞口防排水 集水井 汇水池 三、阶段成果 洞身防排水 止水（条）带 盲管 三、阶段成果 3、铁路隧道工程功能模块二次开发 通过对铁路隧道工程功能模块的二次开发，可大幅度提高铁路隧道工程 BIM模型建立的速度和精度，为BIM技术在隧道专业中的应用提供有力的技术 支持，保证后期应用研究的有序推进。 目前隧道专业的二次开发工作已经开始，正处于技术探索阶段，取得了一 定的技术成果。 三、阶段成果 （1）标准化建模 小导管定制界面 钢架定

10、制界面 三、阶段成果 （1）标准化建模 二衬钢筋定制界面 三、阶段成果 （2）二维出图 衬 砌 断 面 图 三、阶段成果 （2）二维出图 钢 架 图 三、阶段成果 （2）二维出图 钢 筋 图 三、阶段成果 进口纵断面图 进口正面图 进口明暗分界断面图 （2）二维出图 三、阶段成果 出口纵断面图 出口明暗分界断面图 出口正面图 （2）二维出图 三、阶段成果 （3）工程量统计 拟实现正洞、 辅助坑道、附属洞 室等工程量的自动 统计，目前已初步 实现了对初支钢架 的数量统计功能。 三、阶段成果 出口开挖量统计 进口开挖量统计 （3）工程量统计 三、阶段成果 出口圬工统计 进口明洞工程数量统计 出口明

11、洞工程数量统计 进口圬工统计 （3）工程量统计 三、阶段成果 整合工程量数据，根据常见表格方式输出。 洞口及明洞工程数量表（部分） 洞身工程数量表（部分） （3）工程量统计 三、阶段成果 （4）信息附加 目前实现对三维模型附加几何、非几何信息的手段主要包括：属性附加、描述 附加、参数展示、外部链接。 属性附加信息 描述附加信息 三、阶段成果 （4）信息附加 外部链接附加信息 参 数 附 加 信 息 三、阶段成果 铁路隧道设计模 型需进一步处理才可 应用于施工阶段，处 理工作主要包括模型 切分、环境布置、资 源配置和参数设置。 超前小导管模型切分 4、施工模拟 （1）模型拆分 三、阶段成果 开挖

12、体模型切分 （1）模型拆分 三、阶段成果 喷射混凝土 钢筋网 型钢钢架 初期支护模型切分 （1）模型拆分 三、阶段成果 拱墙段 仰拱及沟槽 二次衬砌模型切分 （1）模型拆分 三、阶段成果 隧道模型施工动 态模拟还需要按照 实际施工情况配置 人员、机具、设备 等相关资源： 隧道模型资源配置 （2）资源配置 三、阶段成果 以图示的方式通过 活动列表和时间刻度 形象地表示出石鼓山 隧道的工序安排、衔 接、持续时间等施工 要素。 施工甘特图 甘特图 （Gantt Chart） （3） 参数设置 三、阶段成果 利用网络分析制 定计划并对计划予以 评价，主要用于协调 石鼓山隧道整个施工 组 织 计 划 的

13、 各 道 工 序，合理安排人力、 物力、时间、资金。 计划评审技术 （PERT） 施工模拟计划评审技术 （3） 参数设置 三、阶段成果 施工动态模拟可 以直观、形象地展示 出整个施工过程，并 对施工过程中的人员、 设备进行碰撞检验。 施工过程中 安全管理 施工过程中 进度管理 （4） 动态模拟 三、阶段成果 5、轻量化展示 三、阶段成果 CATIA、DELMIA等原始模型的体量非常大，并且随着模型精度的提高其 体量呈倍数增长，例如30m长一段隧道洞身施工精度的模型可达到3G以上，如 此体量的模型一般的计算机都难以运行。因此，模型的轻量化对现阶段的计算 机水平来水非常重要。 课题组在综合比选各类软件及相关技术之后，最终采用3DVIA Composer 来实现模型的轻量化，如后所示。 一、总体概况 二、技术路线 三、阶段成果 四、结束语 主主 要要 内内 容容 四、结束语 结束语 国内多家大型设计院（如一、三、四院） 都在积极推行BIM技术在铁路行业的应用，铁 道部也在有序推进。 现阶段二院在该领域还有一些优势，但目 前取得的成果非常有限，并且鉴于课题组成员 的设计经验不足，还需要领导和同事们的批评 指正，以进一步提高BIM技术在隧道领域应用 的可实施性。 Thanks !