Bentley PowerCivil在滬通鐵路線路上的應用

上海—南通鐵路（滬通鐵路）作為BIM技術應用試點項目之一，選取太倉港站開展BIM設計 ，以太倉港站的綜合路基為設計對象，探索各專業BIM設計流程，研究多專業BIM數據交流與模型集成，驗證路基專業工業基礎類（IFC）、國際字典框架（IFD）標準，為鐵路BIM 設計積累寶貴經驗。

滬通鐵路概況

設計速度

200km/h

BIM試點工作段

DK84+700.0—DK87+300.0

涉及專業

測繪、線路、站場、軌道、橋梁、地質、路基

線路專業平臺

Bentley PowerCivil

技術實施

Bentley PowerCivil是面向道路、鐵路、橋隧等基礎設施設計的專業平臺?；谠撈脚_開展線路設計，可分為平面設計、里程系統設置與縱斷面設計。三維地形作為線路設計的基礎數據，參與平、縱設計過程。

線路設計流程

地形建模

Bentley PowerCivil創建地形支持多種來源，如dwg、點云文件、xyz等。鐵路工程多采用dgn地形文件。

（1）新建dgn文件

種子選擇“Seed3D-InRoads-Metric”。

新建地形dgn文件

（2）參考dwg地形文件

需注意的是，Bentley PowerCivil平臺里參考dwg地形文件需設置縮放比例，Bentley PowerCivil 平臺默認主單位是m，dwg地形文件單位如果是mm，則縮放比例應該設為1000∶1，其他單位可據此換算。

（3）創建圖形過濾器

點擊“地形模型工具>圖形過濾器管理器”，根據實際需要新建過濾器，并設置過濾條件。Bentley PowerCivil 支持多種過濾條件，可根據顏色、圖層、元素類型、線型等組合條件進行元素過濾。

創建地形過濾器

（4）創建三維地形。

點擊“地形模型工具>按圖形過濾器創建地形模型”工具，選擇步驟（3）創建的過濾器，設置特征定義為“Existing_Triangles”。

滬通試點項目三維地形

（5）地形貼圖（可選）。

為增強三維地形真實感，可賦予三維地形經過定向的數字正射影像圖，打開“光柵管理器”，點擊“連接”將正射影像圖參考進來，在“顯示打印”欄中設置“覆蓋”選項值為“是”，即可完成地形貼圖。

賦予正射影像圖的三維地形

當地形較大時，一次性地形建模不僅耗時，且對計算機性能要求較高。Bentley PowerCivil支持地形合并，可通過分區域建模，進而合并為完整地形，有效解決大地形建模易“死機”難題。

線路平面設計

Bentley PowerCivil平面設計工具主要集中在“平面幾何”選項卡，提供2種設計方式：交點法與積木法。交點法設計思路是先定交點，再根據設計規范配緩長與曲線半徑；積木法設計思路則先繪制線元，最后將線元合并為一條完整線路。

設計完畢，平面線位僅是幾何意義上的曲線，需使用“平面幾何> 設置特征定義”工具，賦予平面線位“Geom_Centerline”特征定義。

PowerCivil設置特征定義

設計過程中，根據《鐵路線路設計規范》對圓曲線半徑、緩和曲線長度和平曲線長度合理取值。Bentley PowerCivil平臺支持導入設計規范，根據選定的規范對設計成果進行檢查，并輸出檢核結果，方便設計人員設計與修改。

里程標注

賦予平面線位特征定義后，Bentley PowerCivil軟件自動為平面線位生成里程標注，但起始里程默認為0，標注樣式為純數字，不帶有里程冠號。這樣的里程標注不符合工程應用的習慣，但BentleyPowerCivil軟件支持里程標注自定義設置。選擇“平面幾何>起點樁號”工具可設置線位起點里程；選擇“幾何圖形>查看幾何>樁號設置”工具可設置里程標注樣式與斷鏈。

以鐵路BIM聯盟理事單位——中鐵第四勘察設計院集團有限公司里程標注樣式為例，整公里處顯示冠號和整公里數，百米處顯示整百米數，則樁號設置如下。

里程標注樣式設置

圖中主樁號對應公里標，次要樁號對應百米標，故主樁號間距設置為1000，顯示格式設置為“[ss]+sss.ss”，次要樁號間距設置為100，顯示格式設置為“ss[s]+ss.ss”。按此設置生成的里程標注如下。

里程標注效果

線路縱斷面設計

進行縱斷面設計前，需激活三維地形，Bentley PowerCivil根據當前激活地形自動提取地面線，為縱斷面拉坡提供參考。線路縱斷面設計思路與平面設計思路一致，Bentley PowerCivil縱斷面設計工具主要集中在“縱面幾何”選項卡，提供兩種設計方法，即積木法與交點法。滬通試點項目采用交點法繪制線路縱斷面。

Bentley PowerCivil縱斷面設計

Bentley PowerCivil縱斷面設計需注意的是，在“設置>設計文件”應設置豎曲線參數格式為R值。豎曲線參數另一選項為K值，K值與R值的關系為K=R/100。故當豎曲線參數設置為K值時，輸入豎曲線半徑100所代表的意思為10000。

設置豎曲線參數格式

Bentley PowerCivil 線路設計成果是三維線路模型，具有可視化、更直觀的優勢。滬通試點項目完成線路平縱設計后生成三維模型如下。

滬通試點項目三維線路模型成果

目前，需要研究并制定按照平臺規定格式的設計規范，這也是下一步需要研究的內容。