宁淮铁路是设计速度350km/h的客运专线，自北向南由江苏省淮安市至南京市。其中，淮安段共设梁式桥梁5座；单线桥梁2座，桥长9.725km；双线桥梁3座，桥梁长度66.055km，桥梁占全线长度比例为93.6%。

宁淮铁路桥梁BIM应用的目标及成果宁淮铁路全线桥梁占比高且单座桥梁里程较长，最长桥梁达30km，孔跨数量多达上千孔。如何解决长大桥梁BIM三维模型生成效率慢、桥梁BIM上千跨桥梁基础的快速计算成为一大难题，且铁路桥梁普通构件库的构件数量也相对较大。结合宁淮铁路桥梁工程的特点，应用BIM技术拟达到以下目标。

（1）建立速度350km/h高速铁路非参数化构件库，如：支座、简支梁图等。

（2）建立速度350km/h高速铁路参数化构件库，如：梁体、桩基、桥墩等。

（3）铁路普通桥梁BIM设计软件应用于宁淮铁路桥梁BIM设计，并由软件生成BIM实体模型。

（4）将三维实体模型、三维地形模型、摄影航片通过ORD软件以原坐标的方式重叠，形成三维BIM实景图，并打印为PDF图形。

（5）使用Prostructures、OBM等BIM软件建立预应力混凝土连续梁桥BIM模型，优化连续梁钢束、钢筋和其他预埋件设计。

（6）利用建立的BIM构件库及桥梁模型，检查桥梁构件之间和桥梁与其他专业构件的碰撞。

宁淮铁路BIM构件库的建立

根据宁淮城际高铁的特点，建立(通桥(2016)2322A)《预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁》、(通桥(2017)2368A)《无砟轨道预应力混凝土连续梁(悬臂浇筑施工)》、(通桥(2018)4321)《时速350公里高速铁路双线空心桥台》、(通桥(2018)4301)《时速350km客运专线铁路圆端形实体桥墩》、承台及桩基础等构件库，便于提高设计质量，提高设计效率。圆端形实体桥墩BIM构件如图3所示。

图3　圆端形实体桥墩BIM构件库

宁淮铁路设计阶段成果

（1）普通桥梁三维信息模型设计。利用桥梁BIM正向设计软件，引用线路和地模、BIM模型，开展普通桥梁的三维正向设计，快速建立普通桥梁的BIM模型，在BIM模型中可以快速查看墩台布置的合理性，检查基础的设计是否合理，进行可视化修改；再利用BIM模型中的数据，生成桥址平面图和桥梁总布置图，提取BIM模型中的主要工程数量，并生成工程数量表；最终完成宁淮普通桥梁施工图BIM设计工作。桥梁三维信息模型实体如图4所示。

图4　桥梁三维信息模型实体

（2）普通桥梁系统模型设计。将桥梁三维信息模型、地形三维模型和高清晰卫星图片在Bently软件中建立内在关联关系，形成可展示、可检查桥梁与周边建筑物及地形的关系，拼接在一起形成系统模型，该模型可以用于施工管理、建设管理，可用于展示、汇报、做效果图、做视频等，如图5所示。

图5　桥梁正向设计模拟实景效果

（3）桥梁碰撞检查。利用施工图设计BIM模型检查专业之间或桥梁专业内部的布置是否碰撞、是否满足特定间距要求，开展碰撞分析应用，检查设计过程中一些不合理的地方，辅助优化设计，如图6所示。

图6　桥梁碰撞检查

（4）施工模拟。针对特殊类型的桥梁，通过模拟其施工过程，优化施工技术方案，提高设计质量。施工模拟的内容包括：施工工序流程优化、施工技术参数优化、施工现场平面布置优化、机械设备选择优化等。

（5）连续梁钢筋优化。对于连续梁0号块，其特殊的结构形状和边界条件决定了它是复杂的三维应力状态。利用BIM技术的参数化、可视化等特点，建立连续梁模型，并导入结构分析软件，能够得到准确的三维实体单元的空间应力分布，如图7、图8所示。

图7　0号块钢筋优化

图8 0号块预应力孔道BIM透视

在此基础上进行连续梁的钢束布置和配筋，并在三维空间中对其配筋位置进行调整，实现设计布置的优化。

本文作者：陈洪春 黄武 陈航（中铁二院工程集团有限责任公司）

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