BIM技术案例分享：沪通铁路站场路基设计中的BIM应用

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项目应用研究

搭建协同管理平台

为规范ProjectWise协同管理环境，结合工程项目分解要求，依据《铁路工程信息模型数据存储标准》(IFD)等相关标准制定“沪通铁路BIM 项目标准框架”，明确ProjectWise中目录框架、文件及文件夹命名标准、角色、权限、流程、通知等规则，完成基于Bentley的ProjectWise协同设计平台的搭建。

设计准备

创建数字地模

地形信息是项目最重要的设计资料之一，为生成地面线、边坡放置以及工程量分析等工作的必须资料，设计准备需要对地形数据进行相关的处理，完成数字地模的创建和导入。将DWG地形文件参考至PC中，通过“最大三角形长度”法构建地形三角网，形成三维地面模型。

线路平纵设计

线路平纵设计是路基设计的关键环节，线路方案从根本上决定了道路总体设计的水平。在PC 中按照“交点法”绘制平面线位;点选平面线位，打开其纵断面视图，采用先插入坡度线再插入竖曲线的方式进行纵断面设计。

站场路基设计

创建横断面模板

导入线路平纵和三维地面模型后，采用PC软件廊道功能创建站场横断面。先利用横断面模板功能将路基面、基床、边坡、平台、脚墙以及排水沟等构筑物建成通用性的构件子模板，再通过“点特征”设置通用子模板之间的约束关系，使其实现联动，从而合成路基横断面模板。

创建横断面模板

廊道设计

横断面模板创建以后，激活地形模型，结合铁路带状构造的特点，以“沿路径拉伸创建实体”为原理，利用PC廊道功能，将横断面模板沿站场中心线对应到相应的里程范围，从而创建三维站场路基模型。

对于复杂断面，分别创建对应廊道，然后在汇合处进行模型剪切，再用共同的路基横断面模板构建融合以后的廊道，曲线股道对应的路基，外边缘沿着曲线建模，解决了模型“以直代曲”造成的锯齿问题。

对于不同横断面模板之间的过渡，利用渐变法创建廊道。将前后横断面模板中，对应的渐变点，设置参数约束，从起始断面到终止断面，该参数由a值逐渐线性过渡到b值，实现复杂断面之间的渐变过程。

创建地基处理桩

地基处理桩为离散型布置，无法通过PC廊道功能直接实现。太仓港站为软土路基，整个车站范围都有地基处理桩，为提高建模效率，基于PC 发插件，实现参数化快速建模。基于路基廊道模型提取地基处理桩的设计边界，再利用开发插件，通过指定路线、起讫里程、设计范围及桩的设计参数创建地基处理桩模型。

边坡加固防护

路基边坡防护模型先通过横断面模板功能创建边坡构件，然后与路基模板组装起来，通过廊道建模一起生成。骨架护坡等坡面防护通过建立面模型，利用Bentley材质贴图功能进行渲染，镶边与脚墙则建立网格的体模型。

沪通铁路太仓港站含有6座框架桥和6座框架涵，为实现参数化建模，基于PC 开发框架桥涵设计插件，支持1孔~3孔框架桥涵参数化设计,可以实现直交及斜交设计，将设计效率提高了20倍以上。

利用PC的参考功能，将各专业的模型成果链接到总装模型中。首先对总模型进行碰撞检测,以供进行效果演示及其他深化应用。

本文探索了基于Bentley平台进行站场路基BIM综合设计的解决方案，通过多专业应用实践，主要结论如下。

(1)基于Bentley 的ProjectWise协同管理平台，可以实现多专业协同设计，方便专业间的设计交互。

(2)Bentley 的设计软件PowerCivil，基本可以满足铁路工程三维地模创建、线路平纵设计、站场简单路基的设计，对于不同断面之间的过渡，实现起来难度较大，相关功能还有待改进。

(3)PowerCivil无法直接进行地基加固桩及框架桥涵等离散型构建的高效设计，通过二次开发可实现参数化建模，解决了重复性工作多、工作量大的难题，有效提高了设计效率，初步实现了基于Bentley的正向设计。

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