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铁路线路结构BIM化建模方法研究

康峰  
【摘要】:作为国家基础设施重大建设项目,铁路工程建设迎来了新一轮的建设高潮,对线路设计、施工、管理等各个环节都提出了更高要求。而现代选线设计理论要求实现铁路选线设计从“交图纸”到“交模型”的模式转变,BIM化设计就成为必然要求。我国铁路BIM化工作从工点设计开始技术突破,在沪通长江大桥、西安站改工程、宝兰客专石鼓山隧道、乌鲁木齐高铁站等项目等大量桥梁、隧道、站场工程中得以良好应用,并初步形成了铁路工程建设行业的BIM技术标准体系。但如何适应选线设计的信息化、数字化需求,完善选线设计的BIM化作业模式尚有很多问题亟待解决。其中,如何建立铁路线路结构的BIM化建模,并实现线路结构与地形及其他附属结构的完整套合算法尚不成熟,利用先进的勘测手段实现既有线路构造的BIM化建模方法还需进一步完善。因此,论文以Civil3D为开发平台,研究不同类型的线路结构的BIM化建模方法,完成与地形的套合算法研究,并利用点云信息实现既有线路结构的BIM化重建。主要研究内容如下:(1)研究以Civil3D为开发平台的铁路道岔BIM化建模方法顾及铁路道岔的多型号、构件复杂的特点,采用参数化建模理论,利用Civil3D平台开发自动化的交互式道岔BIM化建模系统,可实现各种类型铁路道岔的自动三维建模。(2)研究线路结构的整体BIM化建模方法借鉴铁路道岔BIM化建模理论,设计线路结构中钢轨、扣件、轨枕、道床等主要部件的BIM化建模方法,基于Civil3D完成线路各主要结构的建模,经组装调试,可实现各种类型的铁路线路结构BIM化建模。(3)研究线路结构BIM化建模与地形的套合算法主要以路基地段为例,在基于Civil3D建立的三维数字地形实体模型基础上,采用动态引入法,实现原始地形、线路地基、线路结构BIM模型之间的无缝拼接。(4)研究基于点云的既有线路BIM化重构方法适应既有铁路线路BIM要求,研究利用三维激光扫描技术获取线路点云信息,重构既有线路结构BIM模型的方法,并在宝兰客专进行现场试验,完成基于点云信息的无砟轨道BIM模型。


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