BIM技術在市政道路設計中的應用淺述

文/羅馳 中國建筑東北設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110003

1、BIM技術的論述

BIM技術也就是建筑信息模型，歸屬于數字化信息技術，其可以通過各種相關數據信息的集成來制定數據信息模型。把BIM技術應用到市政道路設計之中，可以使設計效率大大提升。在市政道路設計過程中，通過BIM技術的應用可以利用數字化方式真實的繪制出項目實物或者是其功能特性，從而打造虛擬的數字化模型。同時BIM技術還可以在載體上儲存項目的各個數據信息，以使項目物理屬性以及非物理屬性獲得明確地描述，從而打造出一個充滿智能化技術并且數據內容也非常豐富的數據信息模型。BIM技術也能夠用于建立有效的數據信息模型，從而使數據信息得到更好的傳遞以及共享。BIM技術具有眾多優(yōu)勢，比如說開放交互性、3D參數化以及信息化等，其中利用3D參數化這一特征可以根據項目的各個參數來快速地建立并制作數字3D模型，同時對其展開有效分析并進行模擬，使市政道路成果真實地反映到人們的眼前。

2、市政道路設計中應用BIM技術的優(yōu)勢

2.1 工程量的精準計算

受傳統(tǒng)設計模式的影響, 市政道路工程量相對較多, 如路面和土石方等工程計算, 若是地形呈現起伏較大現狀, 則會造成設計誤差的出現。而對于BIM的運用, 能夠對各模塊幾何數據進行精準計算, 以此獲取面積和體積等數據。然后按照路基設計曲線與地形曲線進行工程量的明確,通過專業(yè)計算工具等精準計算工程量, 以此自動獲取數據信息。

2.2 信息化功能

BIM信息技術最為重要的就是信息，與傳統(tǒng)的軟件模型進行比較來說，BIM建筑模型最大的特點就是能夠把信息當中具備的功能全面的進行展現，此外，還能夠把BIM建筑的模型當作信息庫，可以對相關的用戶提供詳細的報表清單信息，而且可以有效的確保及時性以及可靠性。如果在進行設計的過程當中，要對報表進行修改的情況，那么相應的信息就會自動的發(fā)生改變，不但大大的節(jié)省了設計人員的時間以及精力，還更好的保障了設計的準確性。

2.3 強大的分析和模擬能力

市政道路設計過程, BIM技術能夠對工程成果進行直觀了解, 以便于進行前期論證與方案優(yōu)化。對于設計人員, 需要通過BIM技術進行問題的判斷, 業(yè)主還可以提前掌握工程與心理預期差異, 確保初期問題得到及時處理。對于部分復雜工程, 若是選擇二維設計方式進行, 很難對設計意圖進行呈現, 需要通過三維建模的運用, 及時解決手工勞動等問題, 以此提升整體效率。

3、BIM技術在市政道路設計中的應用

3.1 道路縱斷面設計

目前國內常用的道路設計軟件的縱斷面設計功能，基本流程為先編制原地面線文件，然后生成原地面線，再在生成的原地面線上繪制拉坡線，并調整拉坡線直至滿足設計要求為止。然后將拉坡線儲存為豎曲線設計文件，再調用原地面線文件、豎曲線文件生成最終的道路縱斷面設計圖。Civil 3D采用三維地形為設計的基本資料，地面線可以直接通過“從曲面創(chuàng)建縱斷面”命令生成。且道路中心線修改之后，地面線會自動更新，節(jié)省了設計時間和精力。使用“按布局創(chuàng)建縱斷面”可進行拉坡線設計。設計縱斷面繪制完成后，查看自動生成的豎曲線要素和坡度、坡長等指標，如發(fā)現不滿足規(guī)范，則點擊編輯縱斷面形狀命令，在彈出的子工具條中，點擊縱斷面布局參數命令，打開布局對話框。然后點取邊坡點，在布局對話框中修改邊坡點里程樁號、邊坡點標高、豎曲線半徑、坡度、坡長等參數。

3.2 數字地面模型

數字地面模型是通過數字將區(qū)域地形用一系列表示地面點的X、Y以及表示高度的Z數據來表示。在大多數情況下，設計院得到的是二維地形圖，即高程點和等高線在CAD中的實際高度為0，實際高度為標注在旁邊的數字。利用高程點和等高線以生成不規(guī)則三角網格模型。不規(guī)則三角網根據區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面網絡，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到。不規(guī)則三角網不僅要存儲每個點的高程，還要存儲其平面坐標、節(jié)點連接的拓撲結構、三角形及鄰接三角形等關系，這大大提高了數字地面模型的精度。

在生成數字地面模型后，可以即時查看三維地形，從而對設計區(qū)域的地貌有一個直觀的感受。此外，通過三維模型，可以找到高程異常點，以此判定數據的準確性，刪除不良數據。

3.3 三維建模設計

隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，城市道路的規(guī)模也在不斷擴大，這對于城市道路設計的要求也越來越高，在運用BIM技術進行城市道路設計時不僅僅提高了城市道路設計者的效率，而且在很大程度上提高了設計的準確性，避免了在設計過程中沒有必要出現的錯誤。通過BIM技術構建三維模型，通過BIM建立控制參數及草圖的設計，在城市道路結構的基本屬性之上進行參數的控制設計，然后進行草圖設計，BIM三維模型在線路和地質等相關信息輸入之后，運用一系列命令建立相關模型，設計出來的三維模型更加地立體和直觀，充分地展現出了設計者的意圖。

結語：

我國城市建設仍處于飛速發(fā)展期，并依然在走短平快的路，所以注重精工慢活同時具有創(chuàng)造性的工程數量仍舊較少。因此從表面上來看，我國市政道路項目對BIM技術的需求是較少的，但是隨著城市的不斷發(fā)展前進，市政道路建設會越來越注重質量，再加上市政道路項目的基數大，對精品工程的需求越來越高，由此BIM技術的應用力度也在不斷升高。BIM技術的出現會使市政道路的設計理念受到很大的沖擊，并使工程設計領域出現又一次革命，盡管BIM技術的推廣會受到重重阻礙，但是其發(fā)展前景仍舊非常廣闊。