京張高速鐵路BIM設計中鐵工程設計咨詢集團有限公司百年京張承載著中國鐵路建設的歷史和靈魂，這條首次完全由中國人自己勘察設計的鐵路，見證了一個世紀的民族騰飛，穿越百年，新建京張高速鐵路的設計中重擔落在了中鐵工程設計咨詢集團有限公司的肩頭，為打造智能京張精品工程。中鐵設計面對時代的重托、開拓創新，在鐵路行業內，首次開展全線全專業全生命周期的BIM設計與應用。一、京張高速鐵路BIM設計成果京張高速鐵路是國家規劃實施的重點建設項目，也是京津冀城際鐵路網的重要組成部分，它的建設對于構建我國西北地區快速進京客運通道，保障的2022年冬奧會的順利舉辦具有重要意義，京張高鐵東起北京北站，西起張家口南站，全長174公里，包含71段路基、64座橋梁、10座隧道，劃分為56個BIM設計段落。清河站主要承擔京張鐵路列車始發終到作業，總建筑面積為13.8萬平方米，為京張線路上最大站房及存在參與專業多、協調難度大、結構復雜、內外部綜合管線系統繁多等難題，通過BIM技術實現了真正意義上的全專業、多維度設計，主站房依托建筑造型160米的大跨度屋蓋，采用了鋼管混凝土A型柱、Y型柱及直柱三種柱型作為豎向主要受力構件，承托頂部大跨度鋼結構屋蓋，屋蓋最大跨度80米，最大懸挑長度18米，使整個候車大廳空間更加通透。通過BIM技術，在管線綜合碰撞檢測、結構合理性推敲、多專業協同等方面均為設計工作解決了許多問題。通過BIM模型可進行室內可視化漫游，對模型內部進行展示，對整體內部空間合理性進行提前預判，提前解決施工過程中可能出現的差、錯、漏、碰等問題。新八達嶺隧道全長12010米，是全線最長的隧道，八達嶺長城站位于隧道內，車站長470米，最大埋深102米，旅客提升高度62米，是目前國內埋深最大的暗挖地下車站，車展層次多、洞次數量大、洞型復雜、交叉節點密集，是目前國內最復雜的暗挖洞群車站，隧道支護體系包含了系統錨桿、噴射混凝土、二次襯砌等，利用BIM建模為隧道精細化建設打下基礎，位于車站兩端渡線段單洞開挖跨度達32.7米，是目前國內單孔跨度最大的暗挖鐵路隧道，隧道設計提出了剛柔并濟、多重防護的承載體系的理論，實現了設計使用壽命超過百年的宏偉目標。車內首次采用環形救援廊道設計，具備了緊急情況下快速、無死角救援的條件，利用BIM技術檢驗隧道發生火災時，救援廊道可操作性及其完備性。為實現全線全專業的BIM協同設計，京張全線按照六個層級進行全專業工作分解，基于BIM設計協同管理平臺采用分級組裝的方法進行段落組裝，形成了多專業模型組裝、專業模型間的無縫銜接，全線模型組裝的方法及標準化流程，以三維正向設計為目標，解決二維設計過程中無法表達以及表達不清的重點問題，為后期施工和運維奠定了堅實的基礎。二、BIM設計的協同與組織為服務智能京張中鐵設計組織骨干力量，開展設計協同管理平臺的建設，取得了突破性的成果。協同設計平臺實現了工作內容的集中存儲、工作環境的集中管理、工作流程的集中控制，為全體設計人員在同一個環境下，實現數據共享、銜接有序、成果互通的目標。中鐵設計積極開展BIM輔助設計平臺的研發，有五個方面實現從二維的離散型文件級協同到三維的集中型構件級協同的拓展。1.模型屬性數據結構創建、屬性賦值，2.模型三維姿態計算及批量敷設，3.構件樹管理，基于集團公司設計體系特點建立構件庫，4.參數化驅動建模，利用設計參數實現模型快速建立及變更，5.成果模型精細化管理，動態生成的模型結構樹，初步實現構件級協同設計，在此基礎上為解決三維設計難度大和效率低的問題，衍生出高速鐵路橋梁設計和模型審核、隧道參數化設計、地質快速建模等一系列針對測繪、路基、四電各專業的應用工具，大幅縮短原有設計周期，深化了BIM協同設計。三、BIM設計的深化與標準三維正向設計的探索：中鐵設計逐步開展鐵路BIM三維正向設計的探索，在BIM軟件中固化設計規范中的內容，開展三維線形設計，探索利用構件樹管理全專業構件，通過參數驅動模型構建整個系統的邏輯性和關聯性，設計參數與BIM模型快速聯動，極大提高模型建立和變更的效率，初步形成正向設計技術流程。綜合管線的優化設計：應用BIM設計可以很好的解決綜合管線碰撞檢查合理設計的問題，通過BIM模型的直觀展示，利于專業間溝通協同工作，應用碰撞檢測技術和快速定位問題完善方案。三維模型精準算量：借助BIM設計可統計出比傳統二維設計更加精準的工程量。標準驗證：鐵路行業相關標準正在逐步制定和推廣中，中鐵設計以京張高鐵項目為契機，積極對鐵路行業現行BIM標準進行驗證與完善，并以此為基礎制定了工作細則及企業標準，進一步在鐵路工程中實現BIM應用的標準化。京張鐵路的變遷折射出中國鐵路的百年發展，今天，中鐵設計依托京張高鐵全力推進BIM技術