BIM技術在鐵路橋隧工程中的應用研究

聶源　張文哲　苗強

摘 要：BIM技術在鐵路行業中的應用，目前處于起步階段，有關研究成果較少。BIM技術能夠為鐵路行業的高速發展提供質量、工期以及技術方面的解決方案。本文主要對BIM技術概念、優點，及其在鐵路行業中的應用現狀進行了分析，并深入分析了BIM技術在鐵路橋隧工程中的應用。

關鍵詞：BIM技術；鐵路行業；應用研究；橋梁隧道

BIM技術在鐵路行業中的應用目前還處于起步階段，有關實踐表明在鐵路建設工程中應用BIM技術能夠做到生命期信息共享，促進鐵路行業的生產方式向工業化、信息化進行發展，為工程的工期、環境、質量、安全以及投資等提供保障，最終達到提高施工質量，保障施工安全以及確保運營穩定的目的。

1 BIM技術簡析

BIM技術是以三位數字模型為對象，包含了項目設計、項目施工與運營，是一門新興的技術。該技術思想最初被提出的實踐是20世紀中后期，該模型具備以下兩大特點：（1）信息室模型的靈魂，具有共享性與一致性；（2）模型是真實項目的虛擬空間的數字化體現，視覺效果強烈。BIM將項目有關的信息當做模型基礎。BIM技術與二維設計進行比較，其具備以下4點優勢：（1）信息集成，解決了項目參數方進行信息交流的不便以及信息斷層問題；（2）模型參數驅動實現了設計自動化與設計智能化；（3）開放式的數據接口能夠滿足多種軟件之間的信息互動；（4）多維仿真平臺有利于參建方之間進行協同合作。

2 應用現狀

BIM技術在我國鐵路中的應用目前是起步階段，BIM技術2013年才在我國鐵路工程中進行推廣應用，并啟動了相關的技術研究工作。目前，國內已經取得了一定的研究成果，例如：鐵路路基三維模型在橋梁、車站中實現了三維設計。

3 BIM技術在鐵路橋隧工程中的應用

3.1 基本框架

應用BIM技術以后，最為關鍵的是從基礎數據到建立模型，如果模型建立的不成功，那么其余工作都徒勞無功，因此該過程是首先應當解決的問題。模型是設計的基礎，不同層面模型屬性的結合，能夠得到不同成果。主要的成果可以概括為以下幾方面：（1）分析：合理模型邏輯分析，其中力學性質最為重要，其保證了模型的力學要求。該部分又可以分為動態與靜態分析兩方面，分析離不開力學軟件。其次是組成部分空間分析，在無差漏的情況下，應去除2D狀態下難以發現的弊端，完善設計；最后進行模型性分析，例如：雨量、日照等；（2）出圖：主要是輸出模型的二維圖紙。現階段三維交付標準還沒有統一，因此可以通過模型生產規范又具備技術含量的圖紙，作為交付依據；（3）數量：在工程設計中，工程數量是非常重要的內容，借助模型便能得到工程不同部位的工程量以及整個工程的工程總量，進而更加準確的得到工程造價；（4）展示：展示部位可以分為工程主體展示與大場景展示；（5）模擬施工：設計階段對施工進行模擬能夠為施工方提供基本的參考數據；（6）技術交流：基于模型的交流具有簡單易懂、直觀真實的特點，技術要點或者關鍵部位，可通過模型來展示；（7）交流：基于模型的交流能夠顯著的提升各參建方間的交流效率。

3.2 設計能力

鐵路行業從2D向BIM進行轉變是鐵路行業發展的必然趨勢，只有綜合進行資源配置才能形成真正的設計能力。首先領導階層應用充分重視BIM技術。其次還應建立具有豐富專業經驗與具有一定計算機應用能力的設計團隊。以項目為基礎，形成設計、校審、復核、審定的流暢工作流程，同時結合實際制定相應的工作制度，注重經驗總結與交流。對疑難問題進行探討，并制定出解決方案。對資源進行合理配備，根據項目建立一定的激勵機制，來促進BIM工作的推廣應用，形成鐵路行業的BIM設計能力。軟件平臺是BIM工作實施的基礎，市場上主要提供的BIM設計平臺有達索系統、奔特力、歐特克，針對不同領域的軟件特點各不相同，解決方案也存在一定的差別。目前還沒有針對鐵路行業的軟件平臺，因此結合專業特點與鐵路行業的特點，對適應性進行全面考察，設計出針對性的軟件平臺很有必要。

3.3 BIM深化應用

在鐵路建設項目中橋梁、隧道是非常重要的內容。在橋梁、隧道項目中，資源的合理配置是BIM應用的基礎。進行BIM構件庫建設與管理，注重技術以及設計模型質量的管理，是工作流程形成、模型質量保證以及各項工作順利實施的基礎。在BIM技術應用過程中，專業間的協同、專業內部協同非常重要。除了設計平臺所提供的基本協同方式外，還需要結合計劃管理、質量管理、技術管理等平臺協同工作，提升設計效率提升。設計企業應向施工企業進行BIM交付，BIM施工過程奠定基礎，來促進鐵路工程施工順利、安全的進行。

4 結語

通過上述對BIM技術概念與優勢進行分析，對BIM技術的基本框架、設計能力以及深化應用進行了分析。表明，與傳統的2D相對比，BIM技術視圖更加直觀、易懂，符合工程人員的思維習慣；信息具有共享性與一致性，工程建設的各參建方能夠借助BIM模型很好地進行信息交流，實現協同合作，提高工程的施工效率。同時BIM技術還能夠有效地對工程施工進程、投資進行控制，提高運行管理水平。因此將BIM應用到鐵路行業非常必要，但是現階段國內有關鐵路方面BIM研究成果罕見，BIM三維設計也存在諸多技術問題，因此還應加強BIM在鐵路行業中應用的研究力度，完善規范，出臺激勵機制，推動鐵路行業中BIM技術的應用。

參考文獻

[1]張建平，余芳強，趙文忠，等.BIM技術在邢汾高速公路工程建設中的研究和應用[J].施工技術，2014，（18）：92-96.

[2]洪磊.BIM技術在橋梁工程中的應用研究[D].西南交通大學，2012.

[3]劉彥明，李志彪.BIM技術在鐵路設計中的推廣應用[J].鐵路技術創新，2015，（3）：51-54.

[4]張雪才.BIM技術在鐵路設計行業的應用研究[J].鐵路技術創新，2014，（5）：14-18.

[5]李奕男，劉紅波.BIM技術在市政橋隧工程中的創新應用——以大連市疏港路拓寬改造工程為例[J].四川水泥，2015，（11）：296.

（作者單位：重慶交通大學）