BIM技术在深江铁路洪奇沥特大桥中的应用

1. 项目概况

1. 项目概况

深江铁路为广东省境内深圳市至江门市的高速铁路，正线全长 116.12km ，设计时速 250km/h ，是中国 “ 八纵八横 ” 高速铁路网主通道之一沿海通道的重要组成部分。深江洪奇沥特大桥工程位于广州市南沙区，桥梁全长 8.29 公里，主桥采用世界首创钢混板桁组合梁体系斜拉桥，主跨 8 08 m ，以公铁合建方式跨越大湾区洪奇沥水道，公路铁路分层布置，上层八车道城市道路，下层两线深江铁路 + 两线广珠（澳）高铁。洪奇沥特大桥创新采用超短边跨钢混板桁组合梁体系，全桥共 120 个桁梁节间，构件体量大，节点构造复杂，为打通在设计、制造、施工、运维阶段的信息传递，解决二维设计面临的图纸复杂、修改图纸工作量大的难题，项目组基于达索 3DEXPERIENCE （ 3 DE ）云平台，根据铁路工程信息模型设计标准，开展了以三维模型为中心的参数化 BIM 正向设计，为 5G 物联网新基建时代下全寿命周期数字化工程建设奠定基础。

深江铁路洪奇沥特大桥效果图

2. BIM 正向设计

结合项目特点和业务流程，确定了基于达索系统 3 DE 平台建立三维参数化骨架模型，分别开展方案设计、初步设计与施工图设计，完成三维模型与二维施工图同步交付。

结合项目特点，确定了以骨架模型作为核心的参数化设计流程，并根据项目进度不断深化模型逐步完成方案、初步设计和施工图设计阶段的模型应用。骨架 - 模板法的建立的三维模型可通过更新骨架及模板参数实现快速修改模型的目的。

为解决引桥工程构件数量多，手动布置工作量大的难题，编写了自动放样程序，沿线路批量生成简支梁、连续梁、墩台基础及附属工程，完成引桥范围内桥梁模型的快速装配。

通过桥梁专业与接触网专业模型装配，核查接触网立柱的空间位置及限界情况，及时反馈接触网专业调整立柱基础布置。

搭建了轻量化云平台，通过网页端对成果进行审核，完成设计成果的复核、审定等流程。在网页端审核三维模型，模型上可直接批注意见，所见即所得，提高设计沟通效率。

计算一直是结构设计的核心内容，项目将 BIM 与有限元分析结合，将三维 BIM 模型导入 Simulation 、 Midas 等有限元软件进行网格划分，对钢锚箱、桥塔横梁等复杂节点进行局部应力分析，指导结构设计。

在正向出图方面，项目基于钢桁梁三维模型，制作了满足施工图设计要求的标准节段出图模板。通过实例化标准节段出图模板实现不同梁段之间的图纸复用，二维图纸尺寸标注数据随三维模型实时联动更新，显著提高了钢桁梁出图效率。

3. 三维可视化应用

通过无人机倾斜摄影扫描地形点云，在 3DE 平台中构建三维数字地面模型，覆盖高清卫星图片，完成 BIM+GIS 三维实景应用，直观展示桥梁建筑物与地形地貌的相对位置关系。

项目开展了可视化施工交底的应用，通过 C ATIA C omposer 制作主梁结构拆解动画，在专项施工交底时作直观展示，辅助施工方及建设方更好的理解结构构造。

项目通过 BIM 模型开展了施工组织模拟，基于主桥模型渲染出的施工步骤动画直观的展示了指导性施组方案，施工方可在 BIM 设计成果基础上开展更为全面的施组深化模拟。

4. 创新应用

钢桁梁构件在加工完成后，工厂一般在出厂前对其进行预拼装，以检验钢桁梁制造精度是否满足设计要求，借助三维激光扫描技术，在 BIM 平台内完成节段虚拟预拼装，可节省场地缩短制造周期，提高生产效率。同时基于三维数字模型，开展钢桁梁构件的自动套料、加工模拟，可确保复杂板件的加工精度与效率。

5. 总结

铁四院基于达索系统 3DEXPERIENCE 云平台，采用骨架驱动的设计理念完成全桥三维模型的参数化设计，开展了 BIM+GIS 、 BIM+ 有限元、正向出图与算量、施工模拟、三维设计交付、数字加工制造等方面的研究，完成了大跨度钢结构桥梁的三维正向设计，有效推动了 B IM 信息化技术在铁路桥梁工程领域的应用落地。