BIM技術案例分享:BIM技術在陽大鐵路接觸網設計中的應用


陽大鐵路是指從陽泉北站到大寨之間,途徑陽泉市、晉中市的鐵路建設項目。新建陽泉北至大寨鐵路項目起點位于陽泉市盂縣陽泉北站,由石太客專K101+103引出,終點位于晉中市昔陽縣大寨村YSK36+900處,線路全長90.669km,其中正線長77.91km,支線長12.759km。
接觸網設計現狀:
接觸網是電氣化鐵路系統中的重要環節,包括電氣設計、結構設計與機械裝配,是一個精細、復雜的系統。傳統二維設計以CAD圖紙呈現,雖然在設計過程中采用輔助軟件提升了設計效率,但在各專業之間,以及與施工單位、業主之間的配合和交流中存在以下缺點:
(1)接觸網平面設計中,設備設施通常采用簡化的圖形符號和線條進行標識,與實際情況相差甚遠,不利于直觀表達。
(2)接觸網專業與其他專業接口較多,二維CAD成果只能展示本專業的設計內容,不能清晰表達與各專業間的詳細配合,現場施工過程中易出現碰撞沖突情況,造成返工和損失。
(3)接觸網平面二維圖紙的設計參數不能涵蓋線路的實際情況,對情況復雜的工點,需要設計人員進行現場勘測確定設計方案,可能出現安裝圖不適用的情況。
BIM技術以3D技術為基礎,集成建筑工程項目各種相關的工程數據模型,是對工程項目相關信息詳盡的數字化表達。BIM技術可將工程信息內容利用三維模型進行立體直觀表達,并賦予設備屬性;利用多專業協同設計平臺,實時展現各專業的設計內容,避免專業間的“差、錯、漏、碰”,BIM技術的諸多優點能有效改善傳統設計中的缺陷。隨著我國鐵路工程向低碳、環保、節能、可持續的方向發展,BIM技術應用于鐵路接觸網全生命周期是一大趨勢。
四電IFC標準及軟件:
現有國內外BIM標準基本用于建筑行業,并不涵蓋鐵路行業,因此需要制定一套完整的標準體系,在鐵路工程中實現BIM應用的標準化。2013年5月,中國鐵路總公司正式啟動“鐵路工程建設和信息化關鍵技術研究”等科研項目,包括BIM技術運用于鐵路設計、施工、運維各階段。2015年12月,由鐵三院牽頭編制,鐵路BIM聯盟發布《鐵路工程信息模型數據存儲標準(1.0版)》,主要涵蓋鐵路站前各專業領域;2016年7月,由鐵一院牽頭編制,鐵路BIM聯盟發布《鐵路四電工程信息模型數據存儲標準》,主要涵蓋鐵路通信、信號、電力變電、接觸網4個專業領域。
IFC標準對BIM模型數據存儲格式、語義擴展方式、數據訪問方法、一致性測試進行規范,同時對實現BIM模型屬性的加載及工程算量提供標準。鐵路四電IFC標準體系的建立和完善是一項長期工作,需要與試點項目進行實踐驗證。
Bentley軟件在工廠設計(石油、化工、電力、醫藥等)和基礎設施(道路、橋梁、市政、水利等)領域具有一定優勢,在接觸網設計方面也具有其獨特優點:
(1)二維設計和三維設計是在Microstation平臺上進行,實現了一個平臺、一個模型、一個數據架構。
(2)軟件內部設置了接觸網部件庫,能夠自動繪制平面和橫斷面圖,以及交付施工的數據和材料明細表。
(3)具有面向對象的參數化創建工具,可實現智能的對象關聯、參數化建模等,并實現二維圖與三維模型的智能聯動。
BIM應用:
陽大鐵路是鐵三院的BIM試點項目。采用BIM技術,對接觸網專業進行設計的流程主要包括:三維模型建立、上下序信息確認、骨架設計、接觸網設備模型布置、設計驗證和設計發布等。接觸網設備沿線路的架設與橋梁、隧道等密切相關,參考線路專業發布的線路中心線、橋梁專業發布的墩臺信息和隧道專業發布的隧道輪廓信息等。
采用BIM技術的接觸網設計能夠直觀表達接觸網設施與橋梁、路基等設施的詳細狀況,與傳統二維設計相比更加直觀、精確,對接觸網設備位置及型號選擇意義重大。
陽大鐵路三郊特大橋接觸網布置
接觸網支柱與橋梁干涉、與聲屏障干涉碰撞現象時有發生。二維設計中,接觸網專業向橋梁專業提供接觸網支柱預留位置,但橋梁墩臺由橋梁專業自行設計,在實際施工中出現預留基礎距橋邊緣過近,出現接觸網支柱與橋梁沖突現象;聲屏障與線路中心線的距離根據設計者經驗得出,因此接觸網支柱與聲屏障干涉碰撞時有發生。
采用BIM設計可快速、清晰發現各專業間的碰撞沖突問題,為專業間的協同配合、設計更改提供極大便利,同時減少施工過程中的返工和損失。
BIM技術在各行業的快速發展、優勢與作用將愈加明顯,其在鐵路工程中的應用推廣勢在必行。由于鐵路行業具有專業較多、工作體量龐大、各專業間協同配合較多等特點,目前沒有成熟的應用軟件平臺,設計院和施工單位處于軟件平臺應用嘗試階段。在中國鐵路總公司大力推動及各單位的大力投入下,通過對鐵路BIM技術的探索和研究,BIM技術必將成熟運用于鐵路工程設計中。
BIM模型在施工過程中的應用可全面提升工程造價行業效率與信息化管理水平,優化管理流程,高效率、高精準度的完成工程量計算工作,以上內容就是“BIM技術案例分享:BIM技術在陽大鐵路接觸網設計中的應用”,更多BIM熱點資訊/教程分享歡迎關注微信公眾號“BIM實訓”,也可點擊下方免費下載領取精品學習資料。
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