文｜本刊記者 寧冉

通過利用三維設(shè)計手段，中鐵二院在西部某高速鐵路項(xiàng)目中首次實(shí)現(xiàn)了線路、路基、橋梁等主要設(shè)計專業(yè)之間數(shù)據(jù)的協(xié)同與共享，不僅提高了工程設(shè)計質(zhì)量，而且為業(yè)主提供了更為直觀的交付方式。

我國西南地區(qū)山脈河流眾多，高山峽谷并存，古詩中的蜀道“難于上青天”，俗語中的貴州“地?zé)o三尺平”，均是大西南復(fù)雜地理特征的真實(shí)寫照。而總部坐落在成都市的中國中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（簡稱“中鐵二院”），對于西南地區(qū)復(fù)雜的山川地貌更有著切身感受。在整整60年的發(fā)展歲月中，中鐵二院的工程設(shè)計技術(shù)人員跋山涉水，從成（都）昆（明）線到南（寧）昆（明）線，從內(nèi)（江）昆（明）線到寶（雞）成（都）線，從遂（寧）渝（重慶）線到襄（陽）渝（重慶）線，從水（城）柏（果）線到渝（重慶）懷（化）線，崇山峻嶺間那一條條大西南內(nèi)通外聯(lián)的鐵路干線，都留下了中鐵二院人勘查設(shè)計的足跡。而今，在西部某高速鐵路的建設(shè)中，中鐵二院的工程設(shè)計技術(shù)人員應(yīng)用先進(jìn)的三維設(shè)計BIM技術(shù)，將自己的智慧和靈感化為現(xiàn)實(shí)，又一次在企業(yè)的發(fā)展史上寫下了光輝的一頁。

路基效果圖

橋隧占比高達(dá)81%，惟有選擇三維設(shè)計

雖然在西南地區(qū)摸爬滾打多年，中鐵二院的工程設(shè)計人員對西南復(fù)雜的地理地質(zhì)情況并不陌生，但當(dāng)他們面對西部某高速鐵路工程設(shè)計項(xiàng)目時，依然感受到了前所未有的巨大壓力和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

西部某高速鐵路正線長度約515km，鐵路項(xiàng)目設(shè)計時速250km/h。據(jù)了解，西部某高速鐵路線路多處于高山河谷地帶，地質(zhì)情況比較差，巖層破碎，隧道群較多，跨越水系支溝較多，所需修建的高橋也較多，線路的351座橋梁中有14座屬特大橋，193條隧道中有180條為特長隧道。根據(jù)此前環(huán)保部門批復(fù)的環(huán)評方案，全線橋隧占全長比例達(dá)到了驚人的81%。

面對線路跨越西南山區(qū)的崇山峻嶺，地形和地質(zhì)條件非常復(fù)雜，設(shè)計和施工難度很大等不利條件，中鐵二院的工程設(shè)計人員早已司空見慣。然而，這次他們所面臨的問題卻遠(yuǎn)不止于此。

西部某高速鐵路項(xiàng)目的整體線路較長，在平面選線和路基橫斷面設(shè)計上的影響因素很多，工作量很大，而項(xiàng)目設(shè)計周期卻相對較短。中鐵二院信息中心總工程師董鳳翔介紹，“項(xiàng)目業(yè)主給我們的線路設(shè)計時間大約僅有6個月，與同等規(guī)模的項(xiàng)目相比，設(shè)計時間縮短了一半。因此該項(xiàng)目的一大挑戰(zhàn)就是要在有限的項(xiàng)目設(shè)計周期內(nèi)，完成多個方案的比選，并生成高質(zhì)量的橫斷面設(shè)計圖紙，而且業(yè)主期望以更為直觀的方式獲取設(shè)計最終效果。”

如何應(yīng)對挑戰(zhàn)，才能在有限的時間內(nèi)向業(yè)主交出一份滿意的答卷？中鐵二院將目光投向了新的三維設(shè)計技術(shù)BIM。

事實(shí)上，在2010年，為了進(jìn)一步推進(jìn)中鐵二院的三維設(shè)計工作，不斷提高公司的科技創(chuàng)新水平，中鐵二院成立了公司總經(jīng)理掛帥的三維設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組和各鐵路設(shè)計專業(yè)骨干力量組成的總體組，先后依托國內(nèi)外知名軟件開展了多個鐵路項(xiàng)目的試點(diǎn)工作，取得了較好效果。中鐵二院三維設(shè)計總體組組長周建表示，作為一家傳統(tǒng)的勘察設(shè)計企業(yè)，只有通過技術(shù)和管理創(chuàng)新才能給企業(yè)帶來更大的價值。他認(rèn)為，BIM作為引領(lǐng)三維設(shè)計的核心理念，相信其在鐵路勘察設(shè)計中能夠發(fā)揮巨大作用?！霸谄髽I(yè)內(nèi)部推廣BIM應(yīng)用的最大問題是三維設(shè)計相對于傳統(tǒng)的二維設(shè)計而言，不是一個簡單的升級，而是一個跨越的變革，在這個過程中，必須要研究并建立一套全新的且符合三維設(shè)計思路的工作模式和設(shè)計流程，從而保證從二維繪圖到三維設(shè)計的順利過渡和實(shí)施?！敝芙ㄕf。

設(shè)計智能高效，BIM功不可沒

西部某高速鐵路項(xiàng)目所處地形復(fù)雜，涉及專業(yè)較多，項(xiàng)目流程運(yùn)作復(fù)雜，除了涉及到大范圍的地形數(shù)據(jù)外，長距離的線路平面定線、路基設(shè)計、橋涵與隧道方案設(shè)計等占據(jù)初步設(shè)計最主要的工作量。中鐵二院橋梁專業(yè)工程師楊詠漪表示，該項(xiàng)目的挑戰(zhàn)主要有三：一是時間壓力較大，由于該項(xiàng)目分二維設(shè)計和三維設(shè)計同步走，人力資源相對緊張；二是項(xiàng)目涉及專業(yè)較多，可能采用的設(shè)計軟件種類較多，同時需要加強(qiáng)專業(yè)協(xié)作；三是現(xiàn)有專業(yè)團(tuán)隊(duì)缺乏三維設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，前期需要投入一定的學(xué)習(xí)成本和時間成本。為此，中鐵二院建立了專門的三維項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行三維設(shè)計的前期培訓(xùn)，并邀請相關(guān)BIM技術(shù)專家提供技術(shù)支持，有效保證了項(xiàng)目進(jìn)度。另外，公司相關(guān)軟件開發(fā)人員還就一些特性需求，開展了軟件的定制開發(fā)，滿足了鐵路勘察設(shè)計的特性需求。

在整個西部某高速鐵路項(xiàng)目中，三維設(shè)計BIM技術(shù)在CK106-CK172標(biāo)段的線路和路基設(shè)計中的表現(xiàn)給楊詠漪留下了深刻的印象。CK106-CK172標(biāo)段是地勢最為復(fù)雜的工點(diǎn)之一，包括了中高山、中低山侵蝕、剝蝕、溶蝕地貌。中鐵二院所運(yùn)用的AutoCAD Civil 3D軟件可在三維地形模型的基礎(chǔ)上，提供參數(shù)化的路線布局工具（支持直線、圓曲線和多種緩和曲線），支持以動態(tài)交互方式的設(shè)計平面線路、縱曲線高程以及橫斷面路基形式，最終形成三維的鐵路路基模型，并保證所有的三維工程對象都是智能關(guān)聯(lián)，一處修