CN111778790A - 基于bim技术的道岔拨道施工方法 - Google Patents

基于bim技术的道岔拨道施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于BIM技术的道岔拨道施工方法，步骤为：(1)按图纸及周边环境进行三维建模；(2)进行施工组织设计，制定施工方案；(3)根据道岔拨道作业流程和施工方案，进行动画制作；(4)按照施工模拟动画确定的施工方案进行施工；(5)监测实际施工情况是否出现偏差；若无偏差则跳转第(7)步；若有偏差，则暂停施工并进入下一步；所述偏差包括但不限于以下施工情况：①作业条件不达标、自然天气影响、施工人员操作失误导致的工期延误；②施工质量不达标；③劳动组织安排不当；(6)重新进行施工组织设计，返回步骤(3)；(7)完成施工，归档资料。本发明有效提高了施工效率和准确率。

Description

基于BIM技术的道岔拨道施工方法
技术领域
本发明属于铁路工程技术领域，涉及一种基于BIM技术的道岔拨道施工方法。
背景技术
道岔作为轨道线路中最薄弱的部分，常常因为发生横向位移或方向不良，从而需要进行拨道施工。
道岔拨道施工主要依靠技术人员利用起拨道机、弦线、钢板尺等工具，并且结合施工人员之间的配合进行作业。一般单次拨道量都在0～40mm左右，施工要求精细，作业条件和质量要求比较高，很容易因为施工人员不熟悉流程或者操作不当而使施工不符合要求。
建筑信息模型(building information modeling，BIM)技术在国内研究起步比较晚，但是在一些重大的项目地上建筑的应用发展迅速。近年来，BIM技术在铁路行业的应用探索逐渐受到重视。根据铁路工程建设信息化总体方案的部署，BIM是实现铁路工程建设信息化的主要技术发展方向，BIM技术可以应用于铁路规划、设计、施工及运营全过程。但是，现有技术的BIM技术用于工程施工中，一般来说只是制作施工动画，然后一次确定施工方案，却没有考虑实际施工中会由于意外因素而导致原施工方案变得不可行。道岔拨道施工过程复杂，作业条件要求比较苛刻，质量验收要求也高，而且铁路现场施工环境苛刻，很容易在施工中发生不确定问题，这样不仅会延缓施工进度，还会更加提高施工成本。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于BIM技术的道岔拨道施工方法，运用BIM技术对道岔拨道施工进行模拟。通过预先进行施工组织设计，制定施工方案，然后制作施工动画演示来验证其方案的可行性；在实际施工中，很容易出现由于作业条件不达标、自然天气影响、施工人员操作失误等而导致的工期延误，施工质量不达标等问题；这时就需要重新进行施工组织设计，制作新的施工动画，生成新的施工方案，能够做到最大程度上的模拟真实施工情况，以提高拨道施工的效率和质量。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
基于BIM技术的道岔拨道施工方法，包括如下步骤：
(1)理论建模；
按图纸及周边环境进行三维建模；根据图纸和施工周边环境，在建模前需建立统一的建模标准，包括统一建模精度要求，统一项目模板、族模板及相关参数的设定，统一数据文件的管理，族库的建立和共享；建模精度要求能精确到道岔各个构件的准确形状，且要求精确到各构件材质；
(2)进行施工组织设计(施工组织设计包括明确施工流程、资源需用量、劳动组织措施等，是一个方案设计的过程)，制定施工方案：
按照施工流程和施工顺序，在把握施工要点的前提下，制定工程的施工方案，明确临时设施、材料和机具的具体位置，其中施工方案包括：劳动组织措施(人员分配)、施工进度计划及资源需用量与供应计划；
(3)动画制作；
根据道岔拨道作业流程和施工方案，进行动画制作，对道岔拨道施工过程进行模拟预演，即为理论可行的施工方案；
根据现有技术，若动画停止运行，则需要对方案中不合理的地方重新进行施工组织设计，反复地进行动画模拟，直至动画顺利播放；在最后完善施工模拟动画的时候，将施工作业要求和注意点编辑成文档，以字幕的方式插入动画，更加便于施工人员了解施工全过程；这样就最终完成道岔拨道模拟动画制作；
(4)施工；
按照施工模拟动画确定的理论可行的施工方案进行施工；
(5)监测；
监测各阶段实际施工情况是否出现偏差；在实际的施工过程中，由于铁路现场施工环境苛刻，一般单次拨道量都在0～40mm左右，施工要求精细，作业条件和质量要求比较高，施工过程中就很容易出现与原定施工方案不符的偏差；因此要监测实际施工的各个阶段，是否出现偏差；若无偏差则跳转第(7)步；
若有偏差，则暂停施工并进入下一步；
道岔拨道施工要求精细，施工的作业要求高，如下：
(1)必须利用“维修天窗”或故障修进行作业；
(2)无缝道岔轨温在+20℃，拨道量不超过10mm，轨温在+15℃～-20℃，拨道量不超过20mm，轨温在±10℃，拨道量与普通线路相同；
(3)电气化区段拨道量超出线路中心位移规定值时，必须先通知接触网工区配合；影响道岔使用，必须先通知电务、车站工区配合；
所述偏差包括但不限于以下施工情况：
①作业条件不达标、自然天气影响、施工人员操作失误导致的工期延误；
②施工质量不达标；
③劳动组织安排不当；
(6)重新进行施工组织设计，返回步骤(3)；
(7)完成施工，归档资料(将道岔拨道施工中涉及到的现场图片、技术文件等资料整理归档，与BIM模型建立连接，以供后续的资料调用或者质量验收)。
作为优选的技术方案：
如上所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，所述三维建模在Revit软件中进行，在Revit软件中选择合适的族样板，制作导曲线轨、护轨、翼轨、轨枕和扣件等组成道岔结构的族构件；按照道岔型号和轨道类型，完成所需道岔的实体组装；所述动画制作采用Navisworks软件；在Revit软件中将组装好的模型导出为NFC文档，Navisworks打开NFC文档后，可以另存为一个NWD文档，将模型导入Navisworks中后，根据道岔拨道作业流程和施工方案，对道岔拨道施工全过程进行模拟预演，来判断方案的可行性。
如上所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，施工质量达标的验收标准为：
(1)直股方向顺直，道岔与线路、道岔与道岔连接顺畅，从远处望去无明显阻力；
(2)导曲线圆顺，支距容许误差在提速200～250km/h线路不超过+1，-0mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段、160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h线路及其他站线均不超过2mm，其中，Vmax表示最大速度；
(3)附带曲线轨向，用10m弦测量，连续正矢差不超过2mm；
(4)高低、水平容许误差在提速200～250km/h线路不超过2mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；其他站线不超过6mm；
(5)三角坑容许误差在提速200～250km/h线路不超过3mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；其他站线不超过5mm；
(6)吊板率正线及到发线不大于8％(钢轨不得有空吊)，其他站线不大于12％。
如上所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，所述三维建模内容包括道岔轨道的轨枕、扣件、基本轨、钢轨连接构件和护轨。
如上所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，道岔拨道作业步骤(施工过程)包括：(1)调查准备，确定拨道量，进行目标规划，包括检查器械可用性，测量轨温，确定拨道量，不得影响其他设备；(2)扒松道床，拆除影响拨道的其他设备，拨道量大或者道床板结时，应在拨道前讲轨枕头的道碴挖开一些；拨道量不大，可用镐尖将轨枕头的道碴刨松；(3)拨正道岔；(4)质量回检，拨道作业完毕后进行回检，不符合标准的及时进行整修，对有关作业按技术标准要求进行验收；(5)整理道岔，将扒出的道碴和镐窝整平，将拨后离缝的一侧轨枕头石碴埋实夯好，整理道床边坡。
有益效果
本发明具有如下优点：
(1)本发明降低了方案编制难度，直观形象地帮助项目管理人员对道岔拨道方案进行编制和优化；
(2)本发明利用模拟技术降低了施工组织难度，全过程模拟便于找出不合理的施工组织问题和提前确定施工难点，降低了安全事故的可能性；
(3)本发明提高了方案技术交底的效率和质量，确定了道岔拨道方案信息的有效传递，提高了施工效率和准确率；
(4)本发明大幅节约施工成本，减少人力和材料的损耗，有效提高施工质量。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为道岔的三维模型示意图；
其中：1-轨枕，2-基本轨，3-钢轨连接构件，4-护轨，5扣件，6-翼轨，7-辙叉心。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
基于BIM技术的道岔拨道施工方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)理论建模；
按图纸及施工周边环境使用Revit软件进行三维建模，三维建模内容包括道岔轨道的轨枕1、扣件5、基本轨2、钢轨连接构件3、护轨4、翼轨6和辙叉心7；在建模前需建立统一的建模标准，包括统一建模精度要求；统一项目模板、族模板及相关参数的设定；统一数据文件的管理；族库的建立和共享；建模精度要求能精确到道岔各个构件的准确形状，且要求精确到各构件材质；
(2)进行施工组织设计，制定施工方案；
按照施工流程和施工顺序，制定工程的施工方案，明确临时设施、材料和机具的具体位置，其中施工方案包括：劳动组织措施、施工进度计划及资源需用量与供应计划；
(3)动画制作；
组装好基本道岔模型之后，在Revit软件中将组装好的模型导出为NFC文档，Navisworks打开NFC文档后，另存为一个NWD文档，将模型导入Navisworks中后，根据道岔拨道作业流程和施工方案，对道岔拨道施工全过程进行动画模拟预演，即为确定的一个理论可行的施工方案；
(4)施工；
按照施工模拟动画确定的理论可行的施工方案进行施工；施工过程分为：
1)调查准备：包括检查器械可用性，测量轨温，确定拨道量，不得影响其他设备；
2)扒松道床：拨道量大或者道床板结时，应在拨道前讲轨枕头的道碴挖开一些；拨道量不大，可用镐尖将轨枕头的道碴刨松；
3)拨正道岔；
4)质量回检：拨道作业完毕后进行回检，不符合标准的及时进行整修，对有关作业按技术标准要求进行验收；
5)整理道岔：将扒出的道碴和镐窝整平，将拨后离缝的一侧轨枕头石碴埋实夯好，整理道床边坡；
(5)监测；
监测实际施工情况是否出现偏差；若无偏差则跳转第(7)步；
若有偏差，则暂停施工并进入下一步；
所述偏差具体包括以下施工情况：
①作业条件不达标、自然天气影响、施工人员操作失误导致的工期延误；
②施工质量不达标；其中，施工质量达标的验收标准为：
1)直股方向顺直，道岔与线路、道岔与道岔连接顺畅，从远处望去无明显阻力；
2)导曲线圆顺，支距容许误差在提速200～250km/h线路不超过+1，-0mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段、160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h线路及其他站线均不超过2mm；
3)附带曲线轨向，用10m弦测量，连续正矢差不超过2mm；
4)高低、水平容许误差在提速200～250km/h线路不超过2mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；其他站线不超过6mm；
5)三角坑容许误差在提速200～250km/h线路不超过3mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；其他站线不超过5mm；
6)吊板率正线及到发线不大于8％，其他站线不大于12％；
③劳动组织安排不当；
(6)重新进行施工组织设计，返回步骤(3)；
(7)完成施工，归档资料，将道岔拨道施工中涉及到的现场图片、技术文件等资料整理归档，与BIM模型建立连接，以供后续的资料调用或者质量验收。
本发明的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，通过提前进行施工组织设计，制定施工方案，采用制作动画的方法对道岔拨道方案进行模拟预演，来确定施工方案，并且在施工过程中能够做出适时的修改调整，可以在很大程度上提高施工效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.基于BIM技术的道岔拨道施工方法，其特征是包括如下步骤：
(1)理论建模；
按图纸及周边环境进行三维建模；
(2)进行施工组织设计，制定施工方案：
按照施工流程和施工顺序，制定工程的施工方案，明确临时设施、材料和机具的具体位置，其中施工方案包括：劳动组织措施、施工进度计划及资源需用量与供应计划；
(3)动画制作；
根据道岔拨道作业流程和施工方案，进行动画制作，对道岔拨道施工过程进行模拟预演，即为理论可行的施工方案；
(4)施工；
按照施工模拟动画确定的理论可行的施工方案进行施工；
(5)监测；
监测实际施工情况是否出现偏差；若无偏差则跳转第(7)步；
若有偏差，则暂停施工并进入下一步；
所述偏差包括以下施工情况：
①作业条件不达标、自然天气影响、施工人员操作失误导致的工期延误；
②施工质量不达标；
③劳动组织安排不当；
(6)重新进行施工组织设计，返回步骤(3)；
(7)完成施工，归档资料。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，其特征在于，所述三维建模在Revit软件中进行；所述动画制作采用Navisworks软件。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，其特征在于，施工质量达标的验收标准为：
(1)直股方向顺直，道岔与线路、道岔与道岔连接顺畅，从远处望去无明显阻力；
(2)导曲线圆顺，支距容许误差在提速200～250km/h线路不超过+1，-0mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段、160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h线路均不超过2mm，其中，Vmax表示最大速度；
(3)附带曲线轨向，用10m弦测量，连续正矢差不超过2mm；
(4)高低、水平容许误差在提速200～250km/h线路不超过2mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；
(5)三角坑容许误差在提速200～250km/h线路不超过3mm；在200km/h≥Vmax＞160km/h区段不超过3mm；160km/h≥Vmax＞120km/h区段和Vmax≤120km/h区段不超过4mm；
(6)吊板率正线及到发线不大于8％。
4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，其特征在于，所述三维建模内容包括道岔轨道的轨枕、扣件、基本轨、钢轨连接构件和护轨。
5.根据权利要求1所述的基于BIM技术的道岔拨道施工方法，其特征在于，道岔拨道作业步骤包括：(1)调查准备；(2)扒松道床；(3)拨正道岔；(4)质量回检；(5)整理道岔。
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