為推動(dòng)BIM技術(shù)在鐵路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司開展了一系列試點(diǎn)工作：上海—南通鐵路（滬通鐵路）作為BIM技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目之一，選取太倉(cāng)港站開展BIM設(shè)計(jì)，以太倉(cāng)港站的綜合路基為設(shè)計(jì)對(duì)象，探索各專業(yè)BIM設(shè)計(jì)流程，研究多專業(yè)BIM數(shù)據(jù)交流與模型集成，驗(yàn)證路基專業(yè)工業(yè)基礎(chǔ)類（IFC）、國(guó)際字典框架（IFD）標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路BIM 設(shè)計(jì)積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

滬通鐵路概況

設(shè)計(jì)速度

200km/h

BIM試點(diǎn)工作段

DK84+700.0—DK87+300.0

涉及專業(yè)

測(cè)繪、線路、站場(chǎng)、軌道、橋梁、地質(zhì)、路基

線路專業(yè)平臺(tái)

Bentley PowerCivil

技術(shù)實(shí)施

Bentley PowerCivil 是面向道路、鐵路、橋隧等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的專業(yè)平臺(tái)?；谠撈脚_(tái)開展線路設(shè)計(jì)，可分為平面設(shè)計(jì)、里程系統(tǒng)設(shè)置與縱斷面設(shè)計(jì)。三維地形作為線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，參與平、縱設(shè)計(jì)過(guò)程。

線路設(shè)計(jì)流程

地形建模

Bentley PowerCivil創(chuàng)建地形支持多種來(lái)源，如dwg、點(diǎn)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(tái)里參考dwg地形文件需設(shè)置縮放比例，Bentley PowerCivil 平臺(tái)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(guò)濾器

點(diǎn)擊“地形模型工具>圖形過(guò)濾器管理器”，根據(jù)實(shí)際需要新建過(guò)濾器，并設(shè)置過(guò)濾條件。Bentley PowerCivil 支持多種過(guò)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(guò)濾。

創(chuàng)建地形過(guò)濾器

（4）創(chuàng)建三維地形。

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

滬通試點(diǎn)項(xiàng)目三維地形

（5）地形貼圖（可選）。

為增強(qiáng)三維地形真實(shí)感，可賦予三維地形經(jīng)過(guò)定向的數(shù)字正射影像圖，打開“光柵管理器”，點(diǎn)擊“連接”將正射影像圖參考進(jìn)來(lái)，在“顯示打印”欄中設(shè)置“覆蓋”選項(xiàng)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(shí)，一次性地形建模不僅耗時(shí)，且對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較高。Bentley PowerCivil支持地形合并，可通過(guò)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(jì)

Bentley PowerCivil平面設(shè)計(jì)工具主要集中在“平面幾何”選項(xiàng)卡，提供2種設(shè)計(jì)方式：交點(diǎn)法與積木法。交點(diǎn)法設(shè)計(jì)思路是先定交點(diǎn)，再根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范配緩長(zhǎng)與曲線半徑；積木法設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)過(guò)程中，根據(jù)《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)圓曲線半徑、緩和曲線長(zhǎng)度和平曲線長(zhǎng)度合理取值。Bentley PowerCivil平臺(tái)支持導(dǎo)入設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)選定的規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行檢查，并輸出檢核結(jié)果，方便設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)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(dòng)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(hào)。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(diǎn)樁號(hào)”工具可設(shè)置線位起點(diǎn)里程；選擇“幾何圖形>查看幾何>樁號(hào)設(shè)置”工具可設(shè)置里程標(biāo)注樣式與斷鏈。

以中鐵第四勘察設(shè)計(jì)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(hào)和整公里數(shù)，百米處顯示整百米數(shù)，則樁號(hào)設(shè)置如下。

里程標(biāo)注樣式設(shè)置

圖中主樁號(hào)對(duì)應(yīng)公里標(biāo)，次要樁號(hào)對(duì)應(yīng)百米標(biāo)，故主樁號(hào)間距設(shè)置為1000，顯示格式設(shè)置為“[ss]+sss.ss”，次要樁號(hào)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(jì)

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

Bentley PowerCivil縱斷面設(shè)計(jì)

Bentley PowerCivil縱斷面設(shè)計(jì)需注意的是，在“設(shè)置>設(shè)計(jì)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(xiàng)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(shí)，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(jì)成果是三維線路模型，具有可視化、更直觀的優(yōu)勢(shì)。滬通試點(diǎn)項(xiàng)目完成線路平縱設(shè)計(jì)后生成三維模型如下。

滬通試點(diǎn)項(xiàng)目三維線路模型成果

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

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