1、B I MBB I M在铁 路 隧 道 规划设计应用方案B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM运营维护运营维护规划规划设计设计施工施工地质土建 结构施工 方案项目启动项目启动机电 设备岩土有限元分析隧道设计图纸专业 图纸施工 组织结构有限元分析三维三维 设计设计有限元有限元 分析分析二维二维 出
2、图出图数字数字 交付交付设计文件三维隧道用户手册运营 管理CATIAANSYS3DVIA/GISENOVIA VPM动态 监测维修 养护达索系列软件在铁路隧道工程中应用的整体技术框架：达索系列软件在铁路隧道工程中应用的整体技术框架：整整 体体 概概 况况 技技 术术 框框 架架B IMBIM三维设计三维设计ECDA平台选取平台选取理念革新理念革新B模板建立模板建立团队培养团队培养二次开发二次开发整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题B IMBIM整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题平台选取平台选取BIM技术的应用需要若干软件相互协作共同完成技术的应用需要若干软件相互协作共同完
3、成，要求信息模型能在各软件之间无损交换、要求信息模型能在各软件之间无损交换、无缝链接，因此可选择同系列的软件相互配合以实无缝链接，因此可选择同系列的软件相互配合以实现现BIM技术的应用。目前国际上领先的三维技术的应用。目前国际上领先的三维 软软件公司主要有欧特克、达索、奔特力和图软，课题组在件公司主要有欧特克、达索、奔特力和图软，课题组在综综合考虑软件性能、建模需求、施工合考虑软件性能、建模需求、施工 模拟、模拟、运营维护等因素后，选择达索系列软件作为技术支持。运营维护等因素后，选择达索系列软件作为技术支持。B IMBIM整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题平台选取平台选取B IMB
4、IM硬硬 件件 架架 构构整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题平台选取平台选取B IMBIM信息附加信息附加 与互通与互通骨架继承骨架继承 专业协同专业协同参数化参数化 驱动驱动模板化模板化 拼装拼装二三维二三维 联动联动理念革新理念革新整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题理念革新理念革新B IMBIM基础 模型提炼参数 和步骤实践应用并反 复修改初步 模板最终 模板模板应用整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题模板建立模板建立B IMBIM整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题二次开发二次开发标准化建模功能标准化建模功能信息附加功能信息附加功能后期应用接口
5、后期应用接口二维出图功能二维出图功能工程量统计功能工程量统计功能B IMBIM整整 体体 概概 况况 解解 决决 问问 题题团队建设团队建设核心研发组核心研发组功能开发组功能开发组应用研究组应用研究组推广利用组推广利用组B IMBIM铁 路 隧 道 专 业 BIM技 术 应 用 总 体 规 划整整 体体 概概 况况 技技 术术 路路 线线B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIMENOVIA VPM协同平台协同平台协同导航协同导航ENOVIAV PM协同平台协
6、同平台B IMBIMENOVIA VPM校审功能校审功能协同导航协同导航ENOVIAV PM协同平台协同平台B IMBIM铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 导导 航航 系系 统统协协 同同 导导 航航 T I M 设设 计计 导导 航航功能按钮区域功能按钮区域软件集成区域软件集成区域B IMBIM铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 导导 航航 系系 统统设计辅助功能设计辅助功能协协 同同 导导 航航 T I M 设设 计计 导导 航航B IMBIM铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 导导 航航 系系 统统计算辅助功能计算辅助功能协协 同同 导导 航航 T I M 设设 计计 导导 航航B I
7、MBIM铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 导导 航航 系系 统统三维设计导航三维设计导航协协 同同 导导 航航 T I M 设设 计计 导导 航航B IMBIM导导 航航 系系 统统 下下 锚锚 段段 设设 置置 功功 能能 展展 示示协协 同同 导导 航航 T I M 设设 计计 导导 航航B IMBIM基于C/S模式的协同工作保证了设计数据的时效性和唯一性；协同设计可实现设计流水化作业，提高设计效率；导航系统在融入传统设计理念的基础上，再造了全新的BIM设计流 程，提高了铁路隧道设计效率，使设计人员可将更多的时间投入设 计方案的优化。协协 同同 导导 航航 小小 结结B I MB1234
8、整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM在借鉴建筑、机械、在借鉴建筑、机械、电子行业相关研究的基础电子行业相关研究的基础 上，响应铁路上，响应铁路BIM联盟号联盟号 召，根据行业实际召，根据行业实际情况定情况定 义了一系列面类，如右图义了一系列面类，如右图 所示。并对各面初步拟定所示。并对各面初步拟定 了编码规则，制定了隧道了编码规则，制定了隧道 专业合理可专业合理可行的文件级、行的文件级、特征级命名规则。特征级命名规则。三维建模三维建模标准制定标准制定B IMBIM序序号号线
9、路名线路名称称顺序码顺序码1成康线00123沪昆客专成贵线00200345成南线00967宝兰客专西成客专00A00B8900Y大瑞线沪昆线1011云贵线00Z01012广大线0111314大丽线0ZY15成昆线0ZZ16成绵乐10017序序号号区间描区间描述述区间代码区间代码1成康线 成都彭山012成康线 彭山多悦0234成康线 多悦盘鳌乡09康5成线 盘鳌乡朝阳湖0A6*成康线0B78成康线*0Z9成康线*1010成康线*111112成康线*ZY13成康成康线线 *ZZ序号序号功能区域功能区域类型编类型编码码1工区12实验室23拌合站34监理站45预制梁场56预制板长67轨枕预制厂78盾构
10、管片预制厂8三维建模三维建模标准制定标准制定B IMBIM三维建模三维建模标准制定标准制定B IMBIM三维建模三维建模标准制定标准制定B IMBIM三维建模三维建模开发工具开发工具B IMBIM小导管定制界面小导管定制界面钢架定制界面钢架定制界面二衬钢筋定制界面二衬钢筋定制界面三维建模相关工具三维建模相关工具三维建模三维建模开发工具开发工具B IMBIM标准化建模辅助工具标准化建模辅助工具参数复制参数复制AutoCAD导入导入骨架参数辅助骨架参数辅助参数同步参数同步三维建模三维建模开发工具开发工具B IMBIM大跨大跨I型二衬型二衬大跨大跨I型沟槽及仰拱填充型沟槽及仰拱填充下锚段初支下锚段初
11、支下锚段二衬下锚段二衬利用CATIA草图设计器绘 制隧道截面草 图，约束部件 尺寸，建立参 数化关系。三维建模三维建模暗洞模板暗洞模板B IMBIM洞内车站大跨段洞内车站大跨段三维建模三维建模暗洞模板暗洞模板B IMBIM洞洞 沟沟内车站大跨内车站大跨段段 槽及道岔槽及道岔布置布置洞内车站大跨洞内车站大跨段段 衬砌布置衬砌布置下锚衬砌及普通下锚衬砌及普通 衬砌段衬砌段三维建模三维建模暗洞模板暗洞模板B IMBIM锚杆锚杆钢筋网钢筋网型钢钢架型钢钢架混凝土混凝土三维建模三维建模暗洞模板暗洞模板B IM进口明暗分界横断面草图进口明暗分界横断面草图进口隧道洞门横断面草图进口隧道洞门横断面草图隧道出口
12、洞门外耳墙草图隧道出口洞门外耳墙草图BIM隧道出口洞门耳墙草图隧道出口洞门耳墙草图草图草图与 洞 身 轮 廓联系，参数 化驱动所有轮 廓约束。三维建模三维建模洞门模板洞门模板B IMBIM在建立三维地表、三维地质模型的基础上，建立线路的 三维模型，利用骨架继承、参数设置、草图绘制等技术，结 合CATIA的扫掠、拉伸、多截面等命令，实现隧道三维实体 模型的建立。隧道进口隧道进口隧道出口隧道出口实体实体三维建模三维建模洞门模板洞门模板B IMBIM草图草图继 承 线 路 骨架、参数化 驱动所有草图，实现联动修改。骨架草图参数参数三维建模三维建模明洞模板明洞模板B IMBIM整体模型整体模型回填回填
13、基底换填基底换填实体实体衬砌和端墙衬砌和端墙三维建模三维建模明洞模板明洞模板B IMBIM草图草图类似于正洞方法绘制斜井各类 型草图，并参数化驱动。斜井衬砌草图斜井衬砌草图斜井洞门草图斜井洞门草图斜井洞口挡墙草图斜井洞口挡墙草图三维建模三维建模斜井模板斜井模板B IMBIM实体实体端墙模型端墙模型斜井洞门模型斜井洞门模型整体模型整体模型三维建模三维建模斜井模板斜井模板B IMBIM钢架模型钢架模型钢筋网钢筋网实体实体斜井衬砌斜井衬砌初期支护初期支护三维建模三维建模斜井模板斜井模板B IMBIM实体实体斜井交叉段模型斜井错车道模型三维建模三维建模斜井模板斜井模板B IMBIM2截面草图设计截面草
14、图设计3截面草图设计截面草图设计后墙内侧主筋草图设计后墙内侧主筋草图设计后墙内侧纵筋草图设计后墙内侧纵筋草图设计草图草图三维建模三维建模洞室模板洞室模板B IMBIM初喷初喷和和复复喷喷锚杆和钢筋网锚杆和钢筋网二衬二衬混混凝凝土土二衬二衬钢筋钢筋实体实体三维建模三维建模洞室模板洞室模板B IMBIM通过三维模型，可实现隧道设计合理性检 验。以下图形为综合洞室设置在施工缝处。附属洞室与施工缝位置关附属洞室与施工缝位置关系系施工缝施工缝施工缝施工缝上图为综合洞室设置在施工缝处三维建模三维建模设计校核设计校核B IMBIM附属洞室与施工缝位置关附属洞室与施工缝位置关系系通过三维模型，可检验如附属洞室
15、与施 工缝位置关系，避免附属洞室设置在施工 缝、变形缝处。以上两图为综合洞室设置避开施工缝施工缝施工缝施工缝施工缝三维建模三维建模设计校核设计校核MI三维建模三维建模设计校设计校核核BBIM隧道洞口位置确定隧道洞口位置确定隧道进洞较早隧道进洞较早隧道进洞较晚隧道进洞较晚隧道出口隧道出口隧道合理的进洞位置隧道合理的进洞位置B IMBIM环向盲管与施工缝关系环向盲管与施工缝关系环向盲管与施工缝位置重环向盲管与施工缝位置重叠叠环向盲管与施工缝位置错开环向盲管与施工缝位置错开三维建模三维建模碰撞检验碰撞检验B IMBIM径向锚杆与超前支护重叠径向锚杆与超前支护重叠径向锚杆与超前支护避开重叠径向锚杆与超
16、前支护避开重叠三维建模三维建模碰撞检验碰撞检验B IMBIM斜切式洞门钢筋计算优化三维建模三维建模精细化设计精细化设计B IMBIM斜切式洞门钢筋三维建模三维建模精细化设计精细化设计B IMBIM设计方案审核与比选；三维联动算量；精细化设计；数值模拟模型共享；轻量化展示。三三 维维 建建 模模 小小 结结B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM定制具有铁定制具有铁 路行业特点的标路行业特点的标 准，使准，使BIM模型模型 特别是其中的二特别是其中的二 维图模
17、板符合目维图模板符合目 前的制图标准和前的制图标准和 设计习惯。设计习惯。草草 图图 标标 准准创创 成成 标标 准准二维出图二维出图标准制定标准制定B IMBIM定制具有铁定制具有铁 路行业特点的字路行业特点的字 体，使体，使BIM模型模型 特别是其中的二特别是其中的二 维图模板符合目维图模板符合目 前的制图标准和前的制图标准和 设计习惯。设计习惯。字体选择字体选择隧隧 道道 符符 号号二维出图二维出图字体定制字体定制B IMBIM互提互提 资料资料 读入读入轮廓轮廓 模板模板 调用调用传统传统 设计设计 介入介入三维三维 模板模板 驱动驱动二维二维 图纸图纸 生成生成二维出图二维出图整体思
18、路整体思路B IM二维出图二维出图互提资料读互提资料读入入 BIM线路、地质数据读入内容展示线路、地质数据读入内容展示B IMBIM轮 廓 模 板二维出图二维出图轮廓模板调用轮廓模板调用B IMBIM三 心 圆、单 心 圆 建 模 出 图 模 板二维出图二维出图轮廓模板调用轮廓模板调用B IMBIM马 蹄 形 建 模 出 图 模 板二维出图二维出图轮廓模板调用轮廓模板调用B IMBIM衬衬 砌砌 分分 段段 设设 计计二维出图二维出图传统设计介入传统设计介入B IMBIM衬衬 砌砌 分分 段段 设设 计计二维出图二维出图传统设计介入传统设计介入B IMBIM数据库配置界面数据库配置界面辅助洞室
19、智能布置辅助洞室智能布置2D部件部件导入导入EXCEL导出导出EXCEL二维出图二维出图C ATIA 二次开发二次开发B IMBIM施组图绘制工具条施组图绘制工具条纵断面图绘制工具条纵断面图绘制工具条基准设置基准设置删除功能删除功能二维出图二维出图C ATIA 二次开发二次开发B IMBIM施 组 图 绘 制 过 程二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM施 组 案 例康定隧道康定隧道-25.016公里公里-4斜井斜井2横洞横洞二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM纵 断 面 案 例扎莫隧道扎莫隧道-1.232公里公里二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM衬 砌 断 面
20、图二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM衬 砌 钢 筋 图二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM格 栅 钢 架 图二维出图二维出图出图成果出图成果B IMBIM实现了纵断面、衬砌断面、施工组织等图纸的快速辅助出图，使设 计师可投入更多的时间在设计方案优化上；参数化设计、二三维联动等技术较大地提高了设计效率和准确度，也减轻了后期变更设计的工作压力。二二 维维 出出 图图 小小 结结B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM结构加载结构加载结构材料
21、属性结构材料属性应力张量应力张量米斯应力米斯应力数值模拟数值模拟内部模块内部模块B IMBIM网格划分网格划分载荷及边界条件载荷及边界条件材料属性赋予材料属性赋予CATIA模型导入模型导入数值模拟数值模拟ABAQUS B IMBIMZ向位移分布向位移分布米赛斯应力米赛斯应力主应力空间张量主应力空间张量Z向应力分布向应力分布数值模拟数值模拟ABAQUS B IMBIMC A T I A实实 体体 模模 型型数值模拟数值模拟重庆地铁重庆地铁B IMBIMA B A Q U S实实 体体 模模 型型数值模拟数值模拟重庆地铁重庆地铁M I数值模拟数值模拟ANSYS互互动动BBIMB IMBIM空气动力
22、学原理空气动力学原理CATIA导出三维模型导出三维模型.stp文件文件fluent导入导入.stp文件文件fluent导入导入.stp文文 件后全线三维模型件后全线三维模型数值模拟数值模拟FLUENT互动互动B IMBIMFluent局部局部 放大三维模型放大三维模型三维模型空气动力三维模型空气动力 学分析网格划分学分析网格划分三维模型空气动三维模型空气动 力学分析云图力学分析云图三维模型空气动三维模型空气动 力学分析云图力学分析云图数值模拟数值模拟FLUENT互动互动B IMBIM数数 值值 模模 拟拟 小小 结结实现了CATIA三维模型、二维草图到分析软件的无缝接入；BIM设计过程中的信息
23、可与分析软件共享；目前已较大地提高了隧道断面数值检算的效率。B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMB I M 技 术 在 铁 路 BIM隧 道 设 计 阶 段 的 应 用 研 究出口开挖量统计进口开挖量统计工程算量工程算量三维算量三维算量B IMBIM出口圬工统计进口明洞工程数量统计出口明洞工程数量统计进口圬工统计工程算量工程算量三维算量三维算量B IMBIM工程算量工程算量二维算量二维算量参数关联参数关联图形驱动图形驱动数量计算数量计算B IMBIM整合工程量
24、数据，常见表格方式输出。整合工程量数据，常见表格方式输出。洞口及明洞工程数量表（部分）洞身工程数量表（部分）工程算量工程算量表格输出表格输出M IBBIMB IMBIM目前已实现的工程算量功能可较大地提高算量效率；BIM三维算量与传统二维算量的结合可大大提高算量精准度；工程算量工程算量小结小结B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM附加信息添加附加信息添加信息信息同同步步信息附加相关工具信息附加相关工具附加信息查询附加信息查询信息模板制定信息模板制定三维模板
25、三维模板二次开发二次开发B IMBIM产品属性信息信息是信息是BIM的灵魂，通过搭建底层数据库及二次开发，从信息附加，属性附加及的灵魂，通过搭建底层数据库及二次开发，从信息附加，属性附加及数据库数据信息存储等方面为隧道数据库数据信息存储等方面为隧道BIM模型附加信息。模型附加信息。模型信息附加数据库存储信信 息息 附附 加加M IBBIMB IMBIM实现了纵断面、衬砌断面、施工组织等图纸的快速辅助出图，使设 计师可投入更多的时间在设计方案优化上；参数化设计、二三维联动等技术较大地提高了设计效率和准确度，也减轻了后期变更设计的工作压力。二二 维维 出出 图图 小小 结结B I MB1234整体概况整体概况协同导航协同导航 三维建模三维建模 二维出图二维出图5678数值模拟数值模拟工程算量工程算量 信息附加信息附加 后期展望后期展望B IMBIM下下 阶阶 段段 工工 作作 计计 划划拟建设BIM应用技术梯队，包括核心开发、模型维护、一般应用。拟在隧道专业开展BIM设计，培养部分设计人员的BIM技能。拟在BIM试点工程开展BIM技术应用实践。持续完善隧道模板库、设计导航，为后期BIM技术应用奠定基础。相关专业尽快开展基于BIM技术的协同设计。
