IFD标准在铁路桥梁BIM设计中扩充的类型与编码研究

RAILWAY摇STANDARD摇DESIGN

铁道标准设计

Vol.62摇No.11Nov.2018

文章编号:100429(2018)11007705

IFD标准在铁路桥梁BIM设计中扩充

的类型与编码研究

沙培洲

(轨道交通工程信息化国家重点实验室掖中铁一院业,西安摇710043)

摘摇要:为了探索、验证铁路IFD标准的适用性,发现并完善该标准的内容,先后在西成客专、银西客专和黔张常铁路等试点项目的桥梁BIM设计中对铁路工程信息模型分类和编码进行应用,重点对桥梁BIM模型中须加入的几何和非几何信息的IFD编码进行研究。研究后认为,为了满足铁路桥梁数据化的需求,满足不同软件平台间、不同设计阶段和不同专业间信息的交换与共享,满足施工和运维阶段对设计模型信息的提取,须对铁路IFD标准中的铁路桥梁工程构件、工项、产品以及桥梁工程特性进行扩充。笔者把在工程实践中扩充的IFD编码整理出来,供学习讨论。对于铁路桥梁工程所涉及的地理信息,也给出了分类与编码规则。通过对铁路IFD标准的扩充完善,对BIM技术在铁路建设项目中的推广应用具有重要意义。

关键词:铁路IFD标准;铁路桥梁;BIM;信息模型;分类;编码;扩充

中图分类号:TU17;U24;U25摇摇文献标识码:A摇摇DOI:10.13238/j.issn.1004-29.201801100004

TheTypeandCodingofIFDStandardExpansioninthe

DesignofRailwayBridgeBIM

(StateKeyLaboratoryofRailTransitEngineeringInformatization掖FSDI业,Xi蒺an710043,China)

SHAPei鄄zhou

Abstract:InordertoexploreandverifytheapplicabilityoftheRailwayIFDstandard,andidentifyand

improvethecontentsofthestandard,classificationandcodingofrailwayengineeringinformationmodelsareappliedintheXi蒺an-Chengdudedicatedpassengerrailway,Xi蒺an鄄YinchuandedicatedpassengerrailwayandQianjiang-Zhangjiajie-Changderailwaypilotproject.InthedesignofbridgeBIM,theemphasisisplacedonthestudyoftheIFDencodingofgeometricandnon鄄geometricinformationtobedifferentdesignstages,andtomeettheneedsofextractinginformationfromthedesignmodelatthestageengineeringcharacteristicsofrailwaybridgeengineeringcomponents,engineeringitems,bridgeengineeringcharacteristics.TheauthorcollatedtheRailwayIFDStandardcodesextendedintheengineeringpracticeforfurtherstudyanddiscussion.TheclassificationandcodingrulesarealsoBIMtechnologyinrailwayconstructionprojects.

presentedforthegeographicinformationinvolvedintherailwaybridgeengineering.Theexpansionand

Keywords:RailwayIFDstandard;RailwayEncoding;Expansion

improvementoftheRailwayIFDStandardareofgreatsignificancetothepopularizationandapplicationof

bridge;BIM;informationmodel;Category;

addedtotheBIMmodel.Thestudyconcludesthattomeettheneedsofrailwaybridgedatamation,sharingandexchanginginformationbetweendifferentsoftwareplatforms,differentspecialtiesandatofconstruction,operationandmaintenance,railwayIFDstandardshouldbetoexpandedintermsof

收稿日期:20180110;修回日期:20180129

基金项目:轨道交通工程信息化国家重点实验室掖中铁一院业科研计划(院软16鄄05)

作者简介:沙培洲(1976—),男,高级工程师,2001年毕业于兰州交通大学桥梁工程专业,工学学士,主要从事桥梁设计研究工作,E鄄mail:qsspz@fsdi.com.cn。

781摇概述

铁道标准设计第62卷

为了探索、验证铁路IFD标准的适用性,发现并完善该标准的内容,先后在西成高铁、银西高铁和黔张常铁路等试点项目中对信息模型分类和编码进行了研究。研究后认为,为了满足铁路桥梁数据化的需求,满足不同软件平台间、不同设计阶段和不同专业间信息的交换、共享,须对铁路桥梁工程构件、工项、产品以及桥梁用混凝土等级、桥梁钢结构材料和桥梁几何等工程信息的分类及编码进行扩充。铁路IFD标准的组成架构及扩充内容导图如图1所示。

路IFD标准,是为规范铁路工程信息的分类、编码与组织,实现铁路工程全生命周期信息的交换、共享,推动铁路工程信息模型的应用发展而制定的标准。铁路工程信息模型分类表可分为三类,一类是引用国家标准,一类是在国家标准基础上扩充铁路工程内容,最后一类就是铁路工程编制的分类表。

《铁路工程信息模型分类和编码标准》简称是铁

图1摇IFD标准组成架构及扩充导图

摇

2摇桥梁工程构件IFD编码扩充

桥梁构件在设计中,多按截面类型进行分类,桥梁族库创建时也多按构件的截面类型来进行分类。所以为了使IFD编码能更好地符合铁路桥梁的设计习惯和满足信息模型创建的分类要求,特对“表53-铁路工程构件冶中桥梁相关的构件类型和编码进行扩充,扩充后桥梁构件类型达到了146项。因篇幅,本文仅从扩充后的桥梁工程构件IFD编码表中节选了第三级

至第五级墩台的编码,其内容详见表1。

表1摇桥梁墩台构件IFD编码

53-122010IFD编码

第三级墩台摇摇摇摇摇

第四级支承垫石

摇摇摇顶帽摇

第五级矩形垫石圆形垫石矩形顶帽圆形顶帽

53-1220101053-12201020

53-122010101053-122010102053-122010201053-1220102020

第11期

沙培洲—IFD标准在铁路桥梁BIM设计中扩充的类型与编码研究79

续表1

IFD53-12编码

第三级53-1220摇第四级圆端形顶帽53-1220102030摇摇

第五级

53-12201030摇托盘矩形托盘53-1220103010摇摇53-122010302020103030摇摇摇圆端形托盘

圆形托盘

53-1253-12201040摇帽梁摇53-1220101050摇墩台身摇摇矩形53-1220摇摇圆形53-122010501010502053-12205030摇摇摇摇空心矩形圆端形53-122010504053-122010505020105060摇摇摇摇空心圆端形空心圆形53-1253-12201060摇桥台顶板53-1220101070摇桥台台顶53-1220摇盖梁53-12201080201080108010802030

摇摇摇

摇矩形摇

凸形L形

3摇桥梁工程工项IFD编码扩充

工程工项又称工作成果,是指在工程施工、改造、维修《、拆除活动中得到的建设成果。这部分的内容与系铁路工程实体结构分解指南。《铁路工程实体结构分解指南(EBS)》(EBS)》有较紧密的联是为满足工程造价分析而制定的标准,工程工项的分类和编码在信息模型中多用于工程数量的统计EBS编码就能进行桥梁专业与工程造价专业的信息交互标准为基础,对桥梁工程工项进行扩充。因此,实现利用,将以。

扩充完成的桥梁桩基础工项IFD编码详见表2。

表2摇桥梁桩基础工项IFD编码

-05IFD编码

第二级-052000桩基础

第三级第四级-0520钻孔桩

-05201010陆上钻孔-0520水上钻孔-05201010102030-052020202010挖孔桩护筒-05-052020302020桩孔开挖-05打入、沉入桩

护壁-05203010普通钢筋混凝土桩-0520预应力混凝土管桩

-05203020钢管桩-0520303030钢管柱

-05204040抗滑桩-0520-052050桩基检测锚固桩-0520502050501020

声波透射法摇摇另外,在现行IFD标准的“表-铁路工程工项低应变法

冶

中发现编码为“-04“-0430挡、防护及围堰时采用本字段内的相关编码3000冶00冶“-0000冶中表述的内容与编码为中表述的内容中表述的内容重复,即在查找基础工程的支,设计时建议采用。对于编码为“-0000冶的字段内的相关编码,可在IFD标准的后续版本修定时给予删除。4摇桥梁工程产品IFD编码扩充

桥梁用工程产品主要包括钢筋、钢板、钢管、钢丝和钢绞线等品种。钢筋、钢丝和钢绞线不仅要按不同的强度等级进行分类,还须按不同的公称直径进行分类。在研究过程中分别制定了两套编码方案,一种方案是将钢筋强度等级和公称直径分开编码“下面直接列举出不同的公称直径+冶将其合并在一起使用;另一种方案是在强度等级,然后用,通过使用比较,认为最后一种方案较为方便。

不同的产品有不同的国家标准,每一套国标所包含的种类也很多,而一些类型对于桥梁工程来说可能是用不到的,因此桥梁用工程产品的分类和编码将以现行桥梁规范和标准为基准,并预留后期的扩展条件进行扩充制条件IFD,在进行钢丝编码时编码长度一般为。

15,须将预应力结构用钢丝提位6级,为了满足这一限

高一级,改为第四级。扩充完成的桥梁用工程产品类型达到了272项,而这些也仅包括桥梁用钢筋、钢丝、钢绞线的IFD编码,对于其他方面的桥梁用工程产品将在后续的设计应用中逐一完善。

因篇幅,本文仅列举了桥梁用钢筋的分类和编码,且第六级中,也仅列举了“HPB300冶公称直径类型,在引用本文表3的内容时注意须根据自身需要按国标进行扩充。

表3摇桥梁用钢筋IFD编码

58-01IFD编码

201010光圆钢筋

第四级

第五级摇摇

第六级

58-0158-012011101058-0120摇HPB23558-0120101010102020摇HPB30058-0120摇摇公称直径58-01201010201020摇摇公称直径68mm58-012010101010202030摇摇公称直径mm

58-0120摇摇公称直径1058-01201010204050摇摇公称直径12mm58-012010101010202060摇摇公称直径14mmmm58-0120摇摇公称直径16公称直径18mm58-012010101010207020809058-01201020带肋钢筋

摇摇摇58-012020101020201020

摇摇

公称直径20mm22mmmm摇HRB400HRB50080

铁道标准设计

第62卷

续表3

58-01IFD编码

第四级58-0120摇HRB600第五级

第六级

58-0120101020203030摇HRB400E58-0120102040摇HRB500E58-0120摇HRBF40058-0120101020205060摇58-0120201010202070摇58-01摇

HRBF400EHRBF500

HRBF500E58-0120螺纹钢筋

58-01201080103030摇58-0120摇PSB785摇58-01201010201030201030303040摇PSB830摇PSB1080PSB930

摇

5摇桥梁工程属性IFD编码扩充

工程属性是指工程实体可以测量和检测的物理或理论上的特征。颜色、宽度、长度、厚度、深度、直径、面积、质量、强度、防火性能、耐久性能、防潮、防水、防腐性能等IFD过程中会发现铁路工程的属性与建筑工程的属性相比标准对工程属性的解释非常清楚和具体,属性只对特指的工程实体有实际意义,。在使用铁路有许多不同点,须扩充的内容较多。对于铁路工程属性,铁路IFD标准俱未在国家标准分类表适当类目下扩充,也没单独设置铁路工程分类表,只单独设置有铁路工程特性表59。现行铁路IFD标准中只对“工程属性冶作了术语解释,而并未对“工程特性冶作术语解释,因此对于IFD不作研究标准是否可理解为一致“工程特征冶与“工程属性。鉴于现行IFD标准的组织架构以及工程属,还是有着本质区别冶在现行的铁路,本文性与工程特征的相似性IFD编码放入表,将桥梁工程属性须扩充的在进行桥梁用工程属性的分类和编码扩充时59中。

,也

将以现行桥梁规范和标准为基准,并预留后期的扩展条件。本次重点扩充的内容包括混凝土等级、桥梁钢结构材料特性和桥梁本体几何属性等工程属性。为了便于后期其他专业对“表59-铁路工程特性冶的扩充,桥梁扩充的分类和编码将从第400040节开始,即从“59桥梁扩充的00冶字段开始-“混凝土等级。

IFD编码冶包括混凝土

强度等级、混凝土抗冻等级、混凝土抗渗等级、混凝土抗硫酸盐等级和混凝土环境类别及作用等级,其中混凝土环境类别及作用等级详见表4。

桥梁扩充的“桥梁钢结构材料IFD编码冶包括钢梁主体结构、桥梁辅助结构、连接型钢、铆钉、螺栓、螺母及垫圈、铸件、销、铰、辊轴等,其中钢梁主体结构材料类型及编码详见表5。表5中的“第四级冶内容因篇

幅,仅列出了“牌号Q345q冶和“牌号Q420q冶的质量等级Q345q冶,其中除“牌号Q370q冶的质同。因此相同外,未列举的类型及编码,余均与“牌号Q420q冶量等级与“牌号,引用时请仿照相关字的质量等级相段进行扩充。

表4摇混凝土环境类别及作用等级IFD编码

59-40IFD编码

混凝土环境类第二级

第三级别及作用等级

59-405059-405000摇碳化环境

摇

第四级

59-4050101010摇摇59-4050摇摇T159-40501020摇59-4050102030摇氯盐环境

摇T2T359-4050摇摇59-40502010摇摇L159-405020202030摇59-4050503030摇化学侵蚀环境

摇L2L359-40摇摇59-4050301020摇摇H159-4050摇摇H259-40503030摇59-4050304040摇冻融破坏环境

摇H3H459-4050摇摇59-40504010摇摇D159-4050404020摇摇D259-4050403040摇59-4050摇磨蚀环境

摇D3D459-4050505010摇摇59-40505050502030摇摇摇M1摇M2M3表5摇钢梁主体结构材料IFD编码

IFD59-41编码第二级第三级59-411000钢梁主体结构

59-411005摇摇牌号:Q345q

摇第四级59-4110摇摇59-41100510摇摇质量等级质量等级:C:D

59-41100505203059-4110摇摇牌号摇质量等级:E

59-411010摇牌号:Q370q:Q420q

59-4110151510摇摇摇摇质量等级59-4110质量等级:D59-4110151520摇摇牌号摇质量等级:E:F

59-41103059-41102025摇牌号:Q460q59-411030摇牌号:Q500q59-411035摇牌号:Q550q59-411040摇牌号:Q620q:Q690q

59-41104559-411050摇牌号59-411055摇牌号:Q345qNH59-411060摇牌号:Q370qNH摇牌号:Q420qNH摇59-4110摇扩充的106570

“桥梁几何属性摇牌号:Q460qNHIFD牌号:Q500qNH:Q550qNH

编码冶主要列举的是

摇

第11期沙培洲—IFD标准在铁路桥梁BIM设计中扩充的类型与编码研究

81

桥梁本体结构的几何属性信息。研究后认为,桥梁的几何属性不可能完全用编码来表述,因为桥梁几何属性IFD编码与桥梁几何参数是有区别的,桥梁几何属性IFD编码可以用来定义桥梁几何参数,但桥梁几何参数不能脱离特定几何实体。所以桥梁的几何信息以模型表达为主,编码为辅。从扩充完成的“桥梁几何属性IFD编码冶表中节选的“基础几何属性分类及编码冶详见表6。

表6摇桥梁基础几何属性IFD编码

59-42IFD编码

第二级59-428000基础第三级59-4280摇摇

第四级

59-428010摇一般冲刷深度59-42802030摇局部冲刷深度59-428040摇冻结深度59-428050摇设计桩径设计桩长

59-4280摇59-428060807080摇设计群桩根数摇

护筒直径护筒长度

摇

6摇桥梁涉及的地理信息分类与编码规则

在铁路桥梁设计中,不但会涉及地质信息,而且还涉及桥渡水文《、水文地质和工程环境等信息理信息分类与编码规则地理信息分类与编码规则》作为国家标准》的学习研究后认为。通过对,内容丰富,《、地面广,但涉及的深度、细度有限。对于铁路桥梁设计所需的水位、流量、冲刷、地震参数和环境耐久性等信息的分类与编码并未涉及,须在铁路IFC标准中扩充相关信息的编码要素型分为门类《地理信息分类与编码规则。

、亚门类、大类、中类和小类》是采用线分类法将

5个层次。根据地理信息的来源和使用的普遍性划分为3类,即基础要素类、专业要素类和综合要素类,然后将3个门465类进一步细分为个中类。铁路桥梁工程设计可能涉及到基础地理16个亚门类,共划分为77个大类,要素、基础地质要素、遥感遥测要素、环境与生态要素、

灾害与灾难要素和基础设施要素等亚门类信息。60寅“本着方便灾害与灾难要素、实用的原则冶寅“,地质灾害分布区划地质灾可将地震参数信息放入表60害类型冶寅“地震液化冶中;将桥渡水文信息放入表

析寅冶中“灾害与灾难要素;环境耐久性要求作为桥梁工程的耐久性能特冶寅“洪涝灾害区划与风险分征放入表59内,即扩充的字段“混凝土环境类别及作用等级冶所表述的相关内容。7摇结语

笔者把在工程实践中扩充的IFD编码整理出来,供大家学习讨论。文中的一些表述可能因设计习惯不同而与读者存在分歧IFD导更多的工程技术人员参与铁路标准的价值所在。,所以希望通过本文的发表而这些分歧也正是研究铁路IFD标准的研究,,引使其更加完善,更加实用。通过后期对铁路IFD标准的修编,将与已发布的《铁路工程信息模型数据存储标准(IFC)》、《铁路工程实体结构分解指南(EBS)》、《铁路工程信息模型表达标准》和《铁路工程信息模型交付精度标准》等标准构建起BIM设计标准体系,必将促进铁路BIM技术的进步、发展。参考文献:

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