上海—南通鐵路（滬通鐵路）作為BIM技術(shù)應(yīng)用試點項目之一，選取太倉港站開展BIM設(shè)計 ，以太倉港站的綜合路基為設(shè)計對象，探索各專業(yè)BIM設(shè)計流程，研究多專業(yè)BIM數(shù)據(jù)交流與模型集成，驗證路基專業(yè)工業(yè)基礎(chǔ)類（IFC）、國際字典框架（IFD）標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路BIM 設(shè)計積累寶貴經(jīng)驗。

滬通鐵路概況

設(shè)計速度

200km/h

BIM試點工作段

DK84+700.0—DK87+300.0

涉及專業(yè)

測繪、線路、站場、軌道、橋梁、地質(zhì)、路基

線路專業(yè)平臺

Bentley PowerCivil

技術(shù)實施

Bentley PowerCivil是面向道路、鐵路、橋隧等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計的專業(yè)平臺。基于該平臺開展線路設(shè)計，可分為平面設(shè)計、里程系統(tǒng)設(shè)置與縱斷面設(shè)計。三維地形作為線路設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，參與平、縱設(shè)計過程。

線路設(shè)計流程

地形建模

Bentley PowerCivil創(chuàng)建地形支持多種來源，如dwg、點云文件、xyz等。鐵路工程多采用dgn地形文件。

（1）新建dgn文件

種子選擇“Seed3D-InRoads-Metric”。

新建地形dgn文件

（2）參考dwg地形文件

需注意的是，Bentley PowerCivil平臺里參考dwg地形文件需設(shè)置縮放比例，Bentley PowerCivil 平臺默認(rèn)主單位是m，dwg地形文件單位如果是mm，則縮放比例應(yīng)該設(shè)為1000∶1，其他單位可據(jù)此換算。

（3）創(chuàng)建圖形過濾器

點擊“地形模型工具>圖形過濾器管理器”，根據(jù)實際需要新建過濾器，并設(shè)置過濾條件。Bentley PowerCivil 支持多種過濾條件，可根據(jù)顏色、圖層、元素類型、線型等組合條件進(jìn)行元素過濾。

創(chuàng)建地形過濾器

（4）創(chuàng)建三維地形。

點擊“地形模型工具>按圖形過濾器創(chuàng)建地形模型”工具，選擇步驟（3）創(chuàng)建的過濾器，設(shè)置特征定義為“Existing_Triangles”。

滬通試點項目三維地形

（5）地形貼圖（可選）。

為增強(qiáng)三維地形真實感，可賦予三維地形經(jīng)過定向的數(shù)字正射影像圖，打開“光柵管理器”，點擊“連接”將正射影像圖參考進(jìn)來，在“顯示打印”欄中設(shè)置“覆蓋”選項值為“是”，即可完成地形貼圖。

賦予正射影像圖的三維地形

當(dāng)?shù)匦屋^大時，一次性地形建模不僅耗時，且對計算機(jī)性能要求較高。Bentley PowerCivil支持地形合并，可通過分區(qū)域建模，進(jìn)而合并為完整地形，有效解決大地形建模易“死機(jī)”難題。

線路平面設(shè)計

Bentley PowerCivil平面設(shè)計工具主要集中在“平面幾何”選項卡，提供2種設(shè)計方式：交點法與積木法。交點法設(shè)計思路是先定交點，再根據(jù)設(shè)計規(guī)范配緩長與曲線半徑；積木法設(shè)計思路則先繪制線元，最后將線元合并為一條完整線路。

設(shè)計完畢，平面線位僅是幾何意義上的曲線，需使用“平面幾何> 設(shè)置特征定義”工具，賦予平面線位“Geom_Centerline”特征定義。

PowerCivil設(shè)置特征定義

設(shè)計過程中，根據(jù)《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》對圓曲線半徑、緩和曲線長度和平曲線長度合理取值。Bentley PowerCivil平臺支持導(dǎo)入設(shè)計規(guī)范，根據(jù)選定的規(guī)范對設(shè)計成果進(jìn)行檢查，并輸出檢核結(jié)果，方便設(shè)計人員設(shè)計與修改。

里程標(biāo)注

賦予平面線位特征定義后，Bentley PowerCivil軟件自動為平面線位生成里程標(biāo)注，但起始里程默認(rèn)為0，標(biāo)注樣式為純數(shù)字，不帶有里程冠號。這樣的里程標(biāo)注不符合工程應(yīng)用的習(xí)慣，但BentleyPowerCivil軟件支持里程標(biāo)注自定義設(shè)置。選擇“平面幾何>起點樁號”工具可設(shè)置線位起點里程；選擇“幾何圖形>查看幾何>樁號設(shè)置”工具可設(shè)置里程標(biāo)注樣式與斷鏈。

以鐵路BIM聯(lián)盟理事單位——中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司里程標(biāo)注樣式為例，整公里處顯示冠號和整公里數(shù)，百米處顯示整百米數(shù)，則樁號設(shè)置如下。

里程標(biāo)注樣式設(shè)置

圖中主樁號對應(yīng)公里標(biāo)，次要樁號對應(yīng)百米標(biāo)，故主樁號間距設(shè)置為1000，顯示格式設(shè)置為“[ss]+sss.ss”，次要樁號間距設(shè)置為100，顯示格式設(shè)置為“ss[s]+ss.ss”。按此設(shè)置生成的里程標(biāo)注如下。

里程標(biāo)注效果

線路縱斷面設(shè)計

進(jìn)行縱斷面設(shè)計前，需激活三維地形，Bentley PowerCivil根據(jù)當(dāng)前激活地形自動提取地面線，為縱斷面拉坡提供參考。線路縱斷面設(shè)計思路與平面設(shè)計思路一致，Bentley PowerCivil縱斷面設(shè)計工具主要集中在“縱面幾何”選項卡，提供兩種設(shè)計方法，即積木法與交點法。滬通試點項目采用交點法繪制線路縱斷面。

Bentley PowerCivil縱斷面設(shè)計

Bentley PowerCivil縱斷面設(shè)計需注意的是，在“設(shè)置>設(shè)計文件”應(yīng)設(shè)置豎曲線參數(shù)格式為R值。豎曲線參數(shù)另一選項為K值，K值與R值的關(guān)系為K=R/100。故當(dāng)豎曲線參數(shù)設(shè)置為K值時，輸入豎曲線半徑100所代表的意思為10000。

設(shè)置豎曲線參數(shù)格式

Bentley PowerCivil 線路設(shè)計成果是三維線路模型，具有可視化、更直觀的優(yōu)勢。滬通試點項目完成線路平縱設(shè)計后生成三維模型如下。

滬通試點項目三維線路模型成果

目前，需要研究并制定按照平臺規(guī)定格式的設(shè)計規(guī)范，這也是下一步需要研究的內(nèi)容。