“全新架构、BIM 核心”——新一代隧道工程BIM正向设计软件涅槃重生
发布日期:2024-03-19    点击量:1624    信息来源:信息员



前言


01

隧道工程是国家各类重大交通基础设施(公路、铁路)等建设项目的控制性工程。但长期以来,受到应用面窄、专业性强、CAD技术发展晚等客观因素制约,隧道工程勘察设计效率一直处于较低水平。据悉,美欧发达国家工程设计软件虽然发展较早、相对成熟,但在隧道工程CAD方面却几乎处于空白。


“纬地公铁隧道CAD系统”是第一套国产隧道工程专业CAD软件,由西安纬地软件自主研发。该系统自2008年正式发布以来,已经在全国数十家大型勘察设计企业得到大面积工程应用。


秉持“寓精于简、不断创新”的研发理念,纬地软件经过2年多时间的艰苦蜕变、精心打磨,日前采用全新底层架构、以三维BIM技术为核心、支持各类复杂隧道全三维设计的“新一代公铁隧道工程BIM正向设计软件(HintSD v6.0)”涅槃重生了!


▲启动界面截图



支持各种隧道类型 
满足复杂隧道组合设计 


02

HintSD v6.0系统支持单洞、连拱、小净距、分岔式以及多种类型自由组合;集成公路和铁路隧道设计标准(规范)涉及到的所有标准限界内廓形式,支持任意一到三种圆弧组合和城门洞类型,支持自动计算各段曲线最优长度及半径。所以,HintSD v6.0系统完全满足各类复杂地形、地质条件下,各等级公路和铁路隧道设计任务需求。

公路隧道(图片来源于网络)


铁路隧道(图片来源于网络)


高速公路、一级公路两车道隧道内轮廓图


客货共线铁路隧道建筑限界



建筑限界与内廓参数化设计窗口



以全新三维内核
支持复杂隧道洞门BIM正向设计 


03

根据地形地质条件,合理选择洞门形式和进洞位置是决定隧道工程设计方案合理性的关键。HintSD v6.0系统采用全新的三维底层内核(技术),实现了削竹式、端墙式等多种隧道洞门的三维BIM正向交互设计功能。系统不仅支持基于CAD环境的三维交互设计模式(即洞门平面、立面和三维模型之间的实时关联互动模式),更重要的是实现了CAD设计成果(图表等)与工程BIM设计平台的协同交互模式。
 

端墙式洞口BIM交互设计


当工程师在CAD三视图中,灵活拖动隧道明暗交界线来调整进洞位置时,系统会实时计算洞口边坡、仰坡、开挖及回填,三维视图和BIM平台中的隧道洞门、端墙、边坡、截排水沟等模型会实时调整、更新;而当用户在BIM平台中,直接选中隧道洞门模型(部件)拖动洞门位置时,CAD三视图中的隧道平、立面图纸、三维模型也会实时关联更新、修改。

▲洞门BIM正向设计视频演示


这样,在高效软件工具的加持下,工程师可通过灵活切换不同的洞门形式、实时拖动洞门位置等操作,“所见即所得”的方式,充分开展洞门形式、明暗交界位置等的研究、比选和论证——这才是真正意义上的BIM正向设计!
另外,在三维洞门设计模块中,系统提供了参数化的边墙尺寸及配筋、偏压耳墙、分层回填、边坡防护、洞顶截水沟等设计功能。
 


端墙式洞口参数化设计窗口



自动衬砌分段设计 
满足更多类型衬砌设计需求 


04

在各类大尺寸、公路与铁路隧道设计任务中,衬砌设计的工作量约占60-80%以上。HintSD v6.0系统提供了专门的地质数据自动提取功能,可以直接从地质纵断面图中提取沿线地质基础信息和围岩分级数据,并自动计算隧道埋深,进而实现衬砌自动分段设计;系统提供直观、图形化分段修改功能,实时显示桩号、埋置深度等信息。

 

▲多类型衬砌视频演示


衬砌分段图形化设计


HintSD v6.0系统支持各种隧道类型的明洞管棚、整体式和复合式衬砌设计任务;支持整体式和复合式连拱中墙设计;系统提供超前支护、喷锚、防排水、二衬、导洞、临时仰拱、套拱等设计功能。

▲自动衬砌分段设计视频演示

 

 添加衬砌窗口


 

衬砌参数化设计窗口


这些细致、完备的衬砌设计功能,不仅满足了各类复杂隧道工程设计的实际任务需求,也标志着纬地隧道CAD系统的至臻完善水平。



采用三维空间模型“交切”技术 
实现横洞三维设计 


05

横洞设计是中长、超长型隧道工程设计的难点,也是隧道CAD软件开发的技术瓶颈。HintSD v6.0系统基于三维核心,首次开发成功横洞三维设计功能。系统能自动计算判识横洞与主洞的左右线关系,自动根据横洞确定紧急停车带位置,以三维模型求交、分段逼近等方式精确计算横洞与主洞交切曲面,计算生成横洞三维模型,输出横洞平立面设计图纸。

▲全新的三维横洞设计视频演示


 

横洞设计窗口


 

紧急停车带设计窗口


 

三维横洞设计



自动构建隧道BIM模型 
满足不同行业工程BIM交付要求 


06

为响应公路和铁路行业对BIM交付的要求,HintSD v6.0系统在支持隧道BIM正向设计、参数化设计的同时,提供了“一键式”BIM自动建模功能,可在2秒钟内完成整座隧道(包括洞门、衬砌、横洞、钢筋、排水等)的精确BIM模型。同时,该模型成果支持导入其他通用的BIM应用软件,支持开展工程仿真分析和数字化施工管理应用。

▲自动构建BIM模型视频演示


值得专门提及的是,系统还提供了隧道各部件模型的“自定义BIM编码”功能,完全能够适应公路和铁路行业、以及各地对工程BIM交付的不同标准要求。



隧道BIM自动建模


隧道BIM模型部件属性查询



其他重要升级 
更新内容 


07


01


推陈出新,引领全新设计流程


HintSD v6.0系统在充分兼顾传统隧道设计流程的基础上,将“传统的通用图设计方式与软件模板设计方式”相结合,使得采用软件开展隧道设计的步骤与传统方式一致,但却能大幅度提高了隧道工程设计的效率,更使得同类、同级多座隧道的设计效率提高80%以上。


 

限界内廓与衬砌模板管理窗口


 

隧道设计流程图


02


支持多种隧道施工方法,自动设计准备临时工程图表


工程地质条件决定了不同的隧道施工方法。HintSD v6.0系统全面支持各种隧道施工的工艺和工法,包括:台阶法、侧导洞法、临时仰拱、中导洞法、支持小净距加强锚杆等。系统可自动绘制、准备对应不同施工方法所需的临时工程的设计图纸、工程材料和数量。


▲中导洞法施工现场图(图片来源于网络)



▲三台阶法施工现场图(图片来源于网络)


临时工程设计窗口


 

台阶施工方法


侧导洞施工方法


 

中导洞施工方法 


加强锚杆施工方法



03


采用自定义工程量汇总模板,满足多样化工程设计需求


为满足不同行业、不同项目对隧道设计成果的变化需求,HintSD v6.0系统在自动输出各类隧道工程设计图表、成果的同时,还提供了灵活、自定义的工程数量汇总功能。设计人员不仅可以自定义隧道工程数量汇总表模板(包括样式、分类、分项等),系统还提供了适应山区高速公路上、下行线分离式断面路段的“左右线单独汇总与合并汇总”功能。


下图是HintSD v6.0系统可自动绘制的隧道工程设计图表:

 
软件可绘制的隧道工程设计图表


04


破解“卡脖子”问题,支持国产CAD图形平台和最新操作系统


HintSD v6.0系统在全面支持最新的操作系统和通用CAD平台的同时,还率先破解工程行业面临的“卡脖子”问题,全面支持国产CAD平台——中望CAD。


HintSD v6.0系统支持windows 11中英文版,支持AutoCAD 2021-24中英文版,支持中望CAD 2023-24最新版本。

Windows11操作系统界面


 

AutoCAD 2023界面


 

中望CAD2024界面



结语


08


近年,在西方发达国家对我国高新技术领域“卡脖子”以来,国家和各行业清晰认识到:工业和工程CAM、CAD软件是工业设计制造、工程设计建设的核心技术,甚至是一个国家工业和工程技术水平的代表!


经检索查新,采用“全新架构、BIM核心”的纬地公铁隧道CAD系统v6.0版本是融两维CAD与三维BIM技术一体的新一代隧道BIM正向设计软件。该系统无论在适应各类复杂隧道工程设计需求方面,还是在隧道BIM正向设计与自动建模技术方面,均处于国际领先水平。


我们相信,纬地公铁隧道CAD系统v6.0的发布和应用,将给公路、铁路隧道工程专业设计带来全新的技术体验,将大幅度提高各类隧道工程的设计效率和质量!



相关信息介绍:

01

“CAD”是计算机辅助设计(Computer Aided Design)的缩写,它是一种利用计算机及其图形设备来协助设计人员进行设计任务的软件技术。


02

“CAM”是计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)的缩写,指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动。计算机辅助制造 (CAM) 通常是指使用数控 (NC) 计算机软件应用程序创建详细的指令,这些指令将驱动计算机数控 (CNC) 机床制造零部件。


03

“纬地软件”(Hintsoft)是国产工程专业设计软件的旗舰品牌。自成立以来,纬地软件一直深耕于交通基础设施CAD技术领域。经过20余年的创新发展,纬地系列软件打破国外同类软件技术壁垒,在公路、铁路、市政等行业市场占用率达到80%以上,是我国交通基础设施实现跨越式发展的核心技术支撑之一。

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