西安市地下铁道有限责任公司 陕西西安 710018
摘要：在社会经济和科学技术水平实现不断发展的现阶段，为各个行业领域的发展都提供了一定的机遇，我国铁路建设工作也随之实现了较为迅猛的发展，高速客运的发展和应用对于人们的出行和社会的进步产生了积极的促进作用。为了更好的进行轨道工程的设计工作，应用BIM技术至关重要。为此，在接下来的文章中，将全面围绕BIM技术在轨道工程设计中的应用方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要参考价值。
关键词：BIM技术；轨道工程设计；应用分析
引言：
近年来，BIM技术以其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、造价精确性及造价可控性等特点，在工程生产效率，进度、质量、成本控制，资产运维等领域起到了重要作用。由于铁路行业工程的复杂性、参与专业的多样性、专业接口与信息交换的高频性及工程建设管理的精细化等特点，BIM技术在铁路行业的探索、推广、应用将为铁路行业带来一次技术革命。
一、BIM技术内容简析以及轨道的特点
（一）BIM技术内涵
所谓BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息详尽的数字化表达。简而言之，是利用数字模型对工程进行设计、施工以及监督的过程。BIM技术的可视化、仿真化、优化性及可协调性等特性，促使工程施工打破传统模式，有效提高工作效率。
（二）高速铁路轨道的特点
高速铁路轨道工程设计的基本要求就是要保证高速列车能够实现安全、可靠和舒适的运行，因此高速铁路轨道具有以下两方面的特点：第一，高平顺性。因轨道不平顺而引起的轮轨动力响应会对行车的安全性和乘客的舒适性产生直接的影响，当列车速度低于临界速度的时候，及时轨道、路基和桥梁等结构的强度均符合相关要求，在轨道不平顺的时候，由线路而引起的车辆振动和轮轨作用力也会大幅度的增加，因此高速铁路轨道设计对平顺性具有较高的要求，是建设高速铁路的控制性条件，也是高速铁路区分中低速铁路的主要特点之一。第二，高稳定性。高稳定性是高速铁路轨道工程的另一显著特点，其主要体现在桥梁上，对桥梁的结构要求必须具有足够的刚度。高速列车对桥梁的动力作用要远远大于普速列车，桥梁如果出现较大的挠度就会对桥上轨道的平顺性产生直接的影响，使得结构物承受较大的冲击，且轨道状态的不稳定性还会对列车的安全运行造成严重的影响；因此，为了保证轨道的高稳定性，要对桥梁预应力徐变上拱和不均匀温差而引起的结构变形进行限制。
二、轨道设计中应用BIM技术的优势分析
（一）具有可视化优势
轨道工程对于路桥过渡段、CRTSⅢ型板地段、伸缩调节器地段、岔区地段等特殊工点的轨道结构设计，在BIM设计模式下可以得到更清晰、更直观的表达。
（二）具有较高协调性
轨道专业与上下序各专业间的配合更加顺畅。如在接收上序专业的缺口里程时，将桥、隧、路基等专业的缺口点直接作为上序来接收，省去从上序专业提供的电子或纸质文件中读取缺口里程再转换至本专业设计成果中的过程[1]。
（三）优化性特点
轨道工程在接口较多的岔区地段、设备较复杂的钢轨伸缩调节器地段完成BIM模型后，设计人员可以更直观地看到设计成果。利用BIM技术可以为设计优化创造更大便利条件。
（四）可出图性特点
轨道工程对于复杂的设计工点，可以利用BIM模型进行二维图纸的辅助输出，能够更清楚更丰富地表达设计成果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（五）提高设计精确性
轨道专业相对其他土建专业来讲设计精度较高。如采用BIM设计技术后，模型中已经体现了施工坐标系下轨道板的位置、底座的位置等，与原有通用图设计模式相比，设计内容更加丰富、设计成果更加精确[2]。
三、BIM技术在轨道工程设计中的应用探析
（一）前期规划应用方面
在城市轨道交通前期规划时期，要重视可行性的研究，借助BIM思想，形成城市交通三维模型的构建。在模型中，主要包含地质条件、道桥状态、管线、建筑物等特征，同时，还保证诸多学科的信息和资料，如技术、科学、人文等。在这些信息的基础上，实现对轨道各种信息的有效分析与核算。
（二）在可视化设计的应用
在方案设计的阶段，建立车站的三维实体模型，能够全方位把握各种地形、道路、建筑物的情况，同时，结合车站一体化开发，实现对各种功能的有效分析。随着项目的发展，设计方案需要多样化。方案可以是概念上的，也可以是详细的工程设计。BIM的应用，允许建筑师利用模型，实现方案的全面开发。鉴于模型的直观性、可视化以及可靠性，能够借助BIM技术，进行有效沟通，一旦发现问题，进行及时优化，更大限度地发挥BIM的应用价值。BIM技术，借助数字化，形成对建筑物构件的真实描述，实现了对传统设计模式的突破[3]。
（三）对设计的优化介绍
对于建筑设计，体现的是反复修改与优化的过程。在以往，如果设计出现变更，需要手工进行修改，耗费大量的时间和精力，信息很容易出现不匹配的现象，一旦延展到施工阶段，就会出现返工的情形。在BIM模型中，图纸具有可视化，结合创建的图纸类型，可以条件三维视图等不同模型的界面。BI模型中的所有图元构件需要建立在一定的关系的基础上，将各个图纸的视图和模型进行有效关联，出现任何修改，都能够进行自动反馈，反映到相应的图纸和模型之中，发挥关联的有效变更。因此。在整个项目中，专业协同能够任何时间和空间发生，保证各个专业的设计资料实现协调性与完整性，更新信息。在一定程度上降低人员劳动强度，降低错误率，节约资源，提升效率，降低成本支出。
（四）总体设计阶段应用
总体设计阶段主要用于解决总体规划方案比选问题，基于不同设计方案创建BIM模型，并赋予BIM模型项目周边环境模型，借助于BIM模型的可视化功能直观展现各个方案效果，比较分析各自优缺点，从而协助设计进行方案对比、整体优化及最终方案确定[4]。
（五）在施工图设计环节应用
施工图设计阶段BIM应用点包括管线综合与碰撞检查、工程量校验、装修效果仿真和大型设备运输路径检查。城市轨道交通工程常会涉及复杂的管线，但BIM技术为处理复杂管线综合问题提供了捷径。基于精细化BIM模型，进行管线综合与碰撞检查，及时发现管线与结构构件之间的碰撞、各专业的管线碰撞等问题，根据碰撞检查结果进行分析并生成协调数据，反馈给各专业进行相应的修改，避免了各专业图纸之间的不协调问题，解决设计图纸中可能存在的“错漏碰缺”，优化设计图纸质量，避免后期的设计变更及施工返工。在以前的施工运维过程中，经常会出现由于设计不合理，导致大型设备检修，运送出现设备无法运出，或设备空间不能满足检修需要的情况。现在通过BIM技术，我们前期在设计阶段就进行了三维空间大型设备的运送检修路径模拟，避免了设计不合理导致的后续问题。施工图设计阶段，赋予模型对象材质信息、颜色信息以及光源信息，进行装修效果模拟，达到所见即所得的目的，通过漫游动画，使决策者和设计人员置身其中，对于优化设计方案，呈现设计效果，稳定装修方案，有很大作用。
结论：
综上所述，现阶段的建筑施工企业都对施工过程中的精确管理和控制有极大的需要，还包括对工程中各项数据的使用需要。BIM技术的不断进步与普及，将实现建筑施工过程的信息化管理以及精细化管理，顺应了时代发展的要求。长远看来，BIM技术在城市轨道交通设计中的应用前景颇为广阔，值得进一步研究应用[5]。
参考文献：
[1]曹祥军.BIM技术在工程造价算量软件中的应用[J].湖北科技学院学报，2014（09）：25-26.
[2]刘青华.BIM技术在建筑工程算量中的发展趋势及应用探索[J].四川水泥，2016（11）：238-239.
[3]叶术娟.BIM技术在建筑工程造价管理中的应用[J].中国高新技术企业，2015（28）：51-53.
[4]陈勇.5DBIM将对现行施工成本管理方式带来的影响[D].昆明理工大学2015.
[5]于巧稚.改变传统建造业的iTWO思潮——虚拟建造与实体建造的结合[J]中国建设信息，2013（22）：41-43.
论文作者:范小明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：轨道论文; 模型论文; 技术论文; 管线论文; 工程论文; 平顺论文; 图纸论文; 《防护工程》2018年第16期论文;