山岭隧道BIM正向设计快速建模探索

山岭隧道BIM正向设计快速建模探索

姜军

江苏狄诺尼信息技术有限责任公司  江苏省南京市秦淮区  210001

摘要：山岭隧道为地下工程，结构受力复杂，不明确，通常是根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行设计。为提高隧道模型建立效率及探索隧道BIM设计，采用Civil3d以及InfraWorks建立三维地形、周边环境、隧道洞口土方挖填模型，形成隧道纵断面图、生成措施表，采用Inventor平台搭建隧道BIM通用库，并设置通用模块的各参数，得到适用的工程模型。

关键词：BIM设计；隧道工程；BIM建模；正向设计

0引言

隧道设计的可视化、参数化，以便能随时查询并修改设计构件的几何属性、物理属性、工程数量、质量、安全、洞口三维形象等属性信息，较大的提高设计效率和准确度，为隧道施工分析、工艺、工序、资源配置、施组计划、施工模拟等方面提供坚实的数据基础，保证施工的准确、精细与安全。

1隧道主体结构BIM设计原理——参数化、模块化、结构化体系

1.1参数化设计

参数化不仅赋予模型信息，同时参数化程度与建模效率高低呈正比，通过Inventor设置通用模块的各参数，得到适用的工程模型。项目大到断面形式，无论衬砌钢筋，还是小到连接板节点，都是参数化驱动。在模型上做到衬砌与线路关联、初期支护相关联，项目上做到信息与模型关联，模型与图纸关联。真正实现一处修改处处更新，切实有效的提高设计效率和设计品质。

图1-1隧道模型参数化设计

1.2模块化设计

模块化设计是将常用的结构形式以组合调用零件、整合修改参数、自动装配单元的方式进行标准化设计的工作形式。与以往常规BIM设计方式不同的是，模块化设计强调完全按照工程逻辑进行多层级的组装，由零件组装成部件，部件组装成标准模块，组装标准模块辅形成各个标准段落，辅以衍生设计装配生成项目模型。

标准模块中即包含全套所需图纸样板，设计图纸由各个衍生出来的实际项目模型直接提供，而非生成三维模型后再行剖切标注的传统BIM设计模式，打破了传统BIM设计标注、样式、线型处理繁复的瓶颈，大幅简化了出图流程和工作量，将隧道设计分为若干组超强参数化模块。设计师可以专注与工程设计本身，而不再需要花费大量精力研究各种建模命令。仅需通过填写模块参数表调整标准装配单元，通过填写工程措施表来思考设计选型，即仅需通过两张表格分别完成配置、组装两件工作，模型自动生成。

图1-2隧道模块化设计

1.3结构化体系

正是由于BIM模块化、装配式的理念，为隧道工程BIM信息结构化奠定了基础。项目规模庞大、构件诸多，在一个模型结构、信息结构混乱的状态下，想要寻找某处细节模型无异于大海捞针，这样的BIM模型是没有任何可实用性的。只有梳理良好的结构树，才能精确有效的控制、管理整个项目BIM模型。

通过设计全套符合工程逻辑的模型信息结构化体系，不仅能在数千万构件中，快速精确的调用查询项目任一构件和节点，也为移交施工应用提供了切实有效的BIM数据。

2  隧道BIM正向设计建模

2.1工程概况

为更清楚研究隧道正向设计建模流程，本文以XX隧道为例进行设计建模，XX隧道起于K24+156，止于K26+156，全长2KM，设有衬砌类型14种，进出口皆为端墙式洞门，根据隧道BIM设计原理进行结构参数化、模块化、结构化设计，形成适用的隧道模型。

2.2 BIM正向设计建模流程

（1）根据测量专业采集的地理数据，在Civil3d中创建地形，结合航拍影像数据在AIW中进行选线及方案设计。

（2）将隧道断面模型在NastranIn-CAD中进行初步计算验证，研究总体设计方案在结构上的可行性。

（3）将线路信息输出excel中，进行路线措施表的编制，不同衬砌类型按照线路里程进行区分。

（4）采用Inventor搭建隧道BIM通用库，并设置通用模块的各参数。

（5）基于BIM通用工程模块修改参数，得到适用的工程模型。

（6）通过BIM通用工程模块批量组装隧道衬砌、超前支护、初期支护等模型，并按照线路措施表进行隧道装配，完成整体模型设计。

图1-3隧道整体模型设计

3  结束语

由于采用三维设计手段，各专业协同工作，表现直观，所有模型必须准确衔接，设计精细度和精准度要求更高。传统二维分专业独立设计手段经常出现的错、漏、碰、缺更容易被发现并提前避免，有效提升设计质量，减少设计变更和工程浪费，节约工程造价。

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