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随着铁路建设的规模越来越大,相应所需要建设的交通枢纽站也越来越多,其结构也越发复杂,传统沉降监测反馈施工的方式略显冗杂且不直观,已经无法完全满足现如今铁路车站的建设管理要求,而BIM技术强大的可视化、仿真性特点正好能较好的完善此方面的不足。
依托新建铁路重庆西站项目,首先详细介绍了BIM和GIS的区别与融合,讨论了工程沉降监测上BIM技术的适应性;随后采用BIM平台的核心建模软件Revit,对铁路重庆西站进行了三维仿真模型的搭建,从车站的BIM建模流程、前期准备、搭建车站各个BIM基元模型等几个方面展开了详细论述;其次详细介绍了铁路车站站房及雨棚的沉降监测方案,并对现场监测的结果进行了具体分析;最后以Revit为开发平台,开发了基于BIM技术的沉降变形模型可视化插件,并选择了车站模型中的沉降缝附近区域来作为分析对象,直观清晰地展现了车站结构的沉降变化。主要研究内容和成果如下:
(1)BIM技术对铁路车站沉降监测可视化是适应的,也是目前有待研究的。基于三维可视化模型基础而附加的信息元素,将铁路车站沉降监测成功创建成具有结构化信息数据库的BIM模型,且数据对象粒度可以达到最小的基元模型级。与此同时,也可让用户通过搭建的三维信息仿真模型快速直观地获取最新、最准确完整的沉降数据,从而提高沉降监测数据管理的可视化和信息化水平。
(2)采用BIM平台的核心建模软件Revit,对铁路重庆西站进行了三维仿真模型的搭建,具体包括了建筑主体模型、综合管线模型、机房模型、泵房模型、变电所模型、电气综合三维模型、安全通道模型及装饰装修模型等。所构建的铁路车站三维仿真模型,合成了设计、建造、管理等多方建筑工程的集成管理环境,为协同工作提供了坚实的基础。
(3)铁路重庆西站的总体上的基础沉降表现为由东到西、由北到南逐渐减小的变化趋势,且最大沉降量均在12mm以内。通过对铁路车站站房及雨棚的基础进行沉降监测,分析可知:随着车站的施工进行,车站站房与雨棚的沉降量逐渐增大;在车站主体结构完成后而进行屋面钢结构安装时,整个铁路重庆西站得到基础沉降量相对趋于缓和;随着屋面系统安装逐步完成,车站基础再次出现一定的沉降变化;最终站房和高架候车区的累计沉降量稳定在10.1mm,雨棚的最大累计沉降则在11.1mm时趋于稳定,车站站房及雨棚的累计沉降量均在规范允许范围内。
(4)基于BIM技术的沉降变形可视化模型实现的主要流程为:在建立的三维模型中导入监测数据,随后通过读取导入的监测数据,将其转换成空间三维坐标,每一个沉降监测点在模型中就是一个空间坐标点,最终生成铁路车站结构变形模型。通过该变形模型,可直观清晰地观察到结构的沉降变化,从而对沉降变形情况做出正常、异常或危险的判断性结论。
依托新建铁路重庆西站项目,首先详细介绍了BIM和GIS的区别与融合,讨论了工程沉降监测上BIM技术的适应性;随后采用BIM平台的核心建模软件Revit,对铁路重庆西站进行了三维仿真模型的搭建,从车站的BIM建模流程、前期准备、搭建车站各个BIM基元模型等几个方面展开了详细论述;其次详细介绍了铁路车站站房及雨棚的沉降监测方案,并对现场监测的结果进行了具体分析;最后以Revit为开发平台,开发了基于BIM技术的沉降变形模型可视化插件,并选择了车站模型中的沉降缝附近区域来作为分析对象,直观清晰地展现了车站结构的沉降变化。主要研究内容和成果如下:
(1)BIM技术对铁路车站沉降监测可视化是适应的,也是目前有待研究的。基于三维可视化模型基础而附加的信息元素,将铁路车站沉降监测成功创建成具有结构化信息数据库的BIM模型,且数据对象粒度可以达到最小的基元模型级。与此同时,也可让用户通过搭建的三维信息仿真模型快速直观地获取最新、最准确完整的沉降数据,从而提高沉降监测数据管理的可视化和信息化水平。
(2)采用BIM平台的核心建模软件Revit,对铁路重庆西站进行了三维仿真模型的搭建,具体包括了建筑主体模型、综合管线模型、机房模型、泵房模型、变电所模型、电气综合三维模型、安全通道模型及装饰装修模型等。所构建的铁路车站三维仿真模型,合成了设计、建造、管理等多方建筑工程的集成管理环境,为协同工作提供了坚实的基础。
(3)铁路重庆西站的总体上的基础沉降表现为由东到西、由北到南逐渐减小的变化趋势,且最大沉降量均在12mm以内。通过对铁路车站站房及雨棚的基础进行沉降监测,分析可知:随着车站的施工进行,车站站房与雨棚的沉降量逐渐增大;在车站主体结构完成后而进行屋面钢结构安装时,整个铁路重庆西站得到基础沉降量相对趋于缓和;随着屋面系统安装逐步完成,车站基础再次出现一定的沉降变化;最终站房和高架候车区的累计沉降量稳定在10.1mm,雨棚的最大累计沉降则在11.1mm时趋于稳定,车站站房及雨棚的累计沉降量均在规范允许范围内。
(4)基于BIM技术的沉降变形可视化模型实现的主要流程为:在建立的三维模型中导入监测数据,随后通过读取导入的监测数据,将其转换成空间三维坐标,每一个沉降监测点在模型中就是一个空间坐标点,最终生成铁路车站结构变形模型。通过该变形模型,可直观清晰地观察到结构的沉降变化,从而对沉降变形情况做出正常、异常或危险的判断性结论。