BIM技术在铁路站场路基设计中的应用

BIM技术在铁路站场路基设计中的应用

李德

中交铁道设计研究总院 北京市101399

摘要：随着现代化铁路交通网络的不断发展，站场路基设计在确保交通安全和运营效率方面起着重要作用。然而，传统的设计方法往往存在着信息不对称、冲突缺陷和效率低下等问题。为了解决这些问题，建筑信息模型（BIM）技术逐渐被引入到铁路站场路基设计中。

关键词：BIM技术；铁路站场；路基设计；应用

引言

随着铁路建设的不断发展，对于提高铁路站场路基设计的效率和质量，BIM技术成为了一种重要的工具。BIM技术可以将设计、施工和运营过程中的所有数据集成到一个三维模型中，从而实现对铁路站场路基设计的全面管理和可视化。这种技术的应用可以提高设计效率、降低成本、提高施工质量、减少设计错误等方面的风险。

1.BIM技术在铁路站场路基设计中的优势与挑战

1.1优势

BIM技术在铁路站场路基设计中具有多方面的优势，通过BIM技术可以实现多个数据源的集成与共享，包括地形地貌数据、设计参数和施工计划等，实现了设计过程中信息的一体化管理，减少了信息不对称带来的问题。BIM技术可以进行过程协同与冲突检测，设计师、站场路基工程师和施工人员可以在同一平台上进行实时协作，增强了沟通效率，减少了误解和错误。BIM技术还可以提供全方位的可视化效果，在设计、评审和调整阶段为决策者提供更直观的展示。BIM技术还能够帮助设计团队快速模拟多种设计方案，优化站场布局、线型设计等，提高设计效率，降低设计成本。

1.2挑战

在应用BIM技术于铁路站场路基设计中，也面临一些挑战需要克服。站场路基的复杂性，如路基面宽，股道多存在高差等，数据格式和标准的一致性是一个重要问题。完成IFC站场路基类库的架构分析，研究IDM交互标准；建立站场路基的BIM资源信息类库，根据工程的特点分类封装各类工程及附属构筑物的参数，构建站场路基BIM底层资源库；深化各站场路基实体的交互操作模式、参数及规则；完善站场路基建模平台与主流三维建模软件接口；实现与线、桥、隧、地质、工经、测绘三维地面的接口；完善基于BIM技术的站场路基施工工法。

不同设计软件、数据来源以及规范要求可能存在差异，导致数据集成过程中出现冲突或信息不完整的情况，需要统一标准和规范来确保数据的一致性和可靠性。BIM技术的应用在面临数据一致性、人才培养与技术支持、计算资源以及文化和组织变革等方面面临一些挑战，但通过积极应对这些挑战，可以充分发挥BIM技术在铁路站场路基设计中的优势。

2.BIM技术在铁路站场路基设计中的应用

2.1 BIM技术在铁路站场规划阶段的应用

在铁路站场规划阶段，BIM技术的应用为设计团队提供了诸多优势。BIM技术能够帮助设计团队获取和分析地形地貌数据，精确展现站场周边环境特征，包括山脉、河流、道路等，为站场布局设计提供重要参考。BIM技术可以进行站场路基布局方案的优化设计，可以借助虚拟建模技术快速生成不同方案，并评估每种方案的优劣之处，从而选取最合适的布局方案。此外BIM技术的可视化效果为相关利益方提供交流和沟通平台，设计团队可以通过三维立体模型展示规划方案，使项目开发人员、决策者及业主更直观地了解设计意图，促进决策的达成。BIM技术在铁路站场规划阶段的应用提高了设计效率、优化了设计质量,并加强了与各利益相关方之间的沟通与协作，有助于实现更科学、高效的站场规划设计。

2.2 BIM技术在铁路站场路基设计阶段的应用

在铁路站场路基设计阶段，BIM技术的应用为设计团队提供了许多有益的功能和优势。BIM技术可以进行路基线型设计与参数调整。通过BIM模型，设计师可以快速创建并修改路基的线型，根据需求进行参数调整，如高度、坡度和弯道半径等，以满足设计要求和标准。BIM技术可以实现轨道与地面交会处的立体交会设计。通过BIM模型中不同元素（如轨道、道床、地面等）的准确建模和协同设计，设计团队可以检测到潜在的冲突，并进行相应的优化和调整，确保轨道系统在路基上的稳定和顺畅。BIM技术在铁路站场路基设计阶段的应用为设计团队提供了高效、准确和协同的设计工具，能够提高设计的质量和效率，并促进各利益相关方之间的协作与对话。

Catia有完善的三维建模方法，可以关联基于BIM的实体属性，能实现站场路基的BIM设计。如图所示（在达索Catia V5下建立的路基模型）

路基断面图纸（CiviI3D）,利用三维模型批量生产横断面图纸，实现横断面与平纵智能关联。如图所示

2.3 BIM技术在铁路站场施工阶段的应用

在铁路站场施工阶段，BIM技术的应用为施工团队提供了许多有益的功能和优势。BIM技术可以实现施工进度计划与监控。通过将施工进度与BIM模型相结合，施工团队可以精确地安排施工活动，实时跟踪工程进度，并及时调整计划以满足项目要求。BIM技术可以帮助构建三维模型并进行跟踪。通过在BIM模型中建立施工进展、材料消耗等数据，施工团队可以可视化地追踪施工过程，更好地管理施工现场，以减少错误和冲突。此外，通过与工序计划相结合，在BIM模型中检查施工质量，以确保施工符合设计要求和标准。BIM技术在铁路站场施工阶段的应用为施工团队提供了卓越的支持，促进了施工进度的控制和管理，提高了施工质量和安全性，有助于推动施工过程的效率和可持续发展。

3.展望未来BIM技术在铁路工程领域的发展方向

未来，BIM技术在铁路站场路基中将继续发挥重要作用，并呈现出以下发展趋势。BIM技术将更加普及和深入应用于站场规划、设计、施工和运营的各个阶段，实现全生命周期的信息管理与共享。基于人工智能、大数据和云计算等技术的不断发展，BIM技术将实现在站场路基中更智能化、自动化的应用，提升设计效率和质量。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的结合也将为铁路站场路基工程带来更直观、沉浸式的体验。

结束语

BIM技术在铁路站场路基设计中的应用为设计团队带来了全新的工具和方法，促进了设计质量、效率和沟通协作。未来，随着技术的不断发展，BIM技术将继续发挥重要作用，推动铁路工程领域向更智能、数字化的方向发展。

参考文献

[1]王硕,王高,陆继广等.BIM技术在铁路站场路基设计中的应用[J].工程建设与设计,2023(10):100-102

[2]刘祾頠.铁路站场BIM设计系统关键技术研究[J].铁道工程学报,2022,39(06):84-89.