BIM技術在市政道路設計中的應用與指導價值

杜玉龍

【摘 要】首先對BIM進行了簡單的介紹，BIM技術在實際應用中具有3D參數化、信息化、完整性、開放交互性特點。通過舉例證明BIM技術在市政道路設計中應用的優(yōu)勢，為項目設計中提供了強大的分析能力、精準的計算能力、在工作中的協(xié)同能力，最后敘述了BIM技術在實際應用中凸顯了它自身無論在繪圖還是道路設計或者道路模擬中有著強大的應用價值。證實BIM技術在市政道路設計中有著獨特的優(yōu)勢。

【關鍵詞】BIM技術；市政道路；設計

BIM簡單來說就是一種建筑信息的模型，可以將工程中的各項數據信息轉化為模型，之后借助仿真技術對施工項目的實際情況真實的模擬出來。BIM技術具有可視化、模擬性強等優(yōu)勢，被廣泛的應用在市政道路的設計中，可以對設計工作的各環(huán)節(jié)進行協(xié)調，提高設計的精確度。各設計單位及工作人員要加強對BIM技術的研究和應用，提高市政道路設計的水平。

1BIM的發(fā)展與應用現狀

1975年，Dr.ChuckEastman首先提出這一理念，到1992年，VanNederveen在前人基礎上，進一步完善，提出BuildingInformationModel（建筑信息模型）的概念，到1999年，托爾曼教授進一步完善，并命名為BuildingInformationModeling，也就是今天的BIM。

BIM進行設計，應用的比例已經高達75%，另一方面，美國對一些重大工程，要求必須使用BIM進行設計；2015年，歐洲指定了2016年使用BIM的最低要求；日本則把BIM的推廣列入國家發(fā)展計劃中；其他亞洲國家對BIM的應用也較為成熟。

BIM最初應用于建筑工程中，并取得了不錯的效果，直到2010年，首次嘗試用BIM解決道路問題，該項目位于舊金山，歐萊克公司利用BIM對該工程進行模擬設計和施工，取得較好的成果。我國港臺地區(qū)，也做過相關工作，香港多座地鐵車站在設計階段采用BIM進行設計，臺北的捷運萬大線，其各個標段均采用BIM進行設計和施工過程模擬，同時也應用到運營維護階段。

我國大陸的BIM起步較晚，但是近幾年，在政府以及行業(yè)的推動下，掀起學習BIM技術的一股熱潮，并且取得了不凡的成績。2013年，國家首部BIM標準開始向各界征求建議。2007年，清華大學利用BIM技術，對奧運會的3個會場的部分結構進行設計。

道路工程是線形工程，與建筑相比，所面對的因素更加復雜，BIM推廣應用也更加復雜，目前，BIM對于道路工程的應用還不夠成熟，即使使用BIM進行建模分析，也多是對部分工程，比如橋梁或者部分路面工程進行BIM建模分析。

2BIM技術在道路設計中的優(yōu)勢分析

現階段來說計算機技術的高度發(fā)展和廣泛應用為市政道路設計提供了多樣化方法，為城市化建設進程創(chuàng)造了巨大價值，但一些技術仍有待于優(yōu)化。筆者根據相關實際工作設計經驗結合文獻資料后對BIM技術的設計優(yōu)勢進行分析。

2.1具有明確的設計意圖

傳統(tǒng)的市政道路設計多是采用CAD制圖的設計方法，該方法能夠通過點面線的形式構建二維成果，但是，市政道路設計成果在應用于實際施工中需要二維模擬和三維參數進行對比分析，然后才能有效的指導施工作業(yè)，致使CAD設計技術和實際道路施工需求存在偏差。在采用BIM技術后相關的設計人員能夠通過計算機軟件建立更為直觀的三維模擬模型，更加具體的展示設計意圖。

2.2高度模擬與快速分析

通過應用BIM技術，相關的設計人員在市政道路設計過程中就能夠通過相應的三維模型對項目實施完成后的效果進行了解，及時發(fā)現設計過程中存在的不足，總結分析后進行優(yōu)化完善，相對于其他設計技術來說，BIM技術能夠實現高度模擬和快速分析。通過BIM技術對施工效果與質量分析，能夠有效降低后續(xù)的設計變更。市政建設部門也能通過效果預測提升滿意程度，更好的對其他的規(guī)劃內容進行設計，切實降低項目建設成本。并且BIM技術具備數據豐富的信息數據庫，在設計完成后能夠實現高效的技術交底。

2.3數據計算更加精確

傳統(tǒng)的市政道路設計一般會采用斷面法來對工程填挖方數量等工程量進行估算，這種計算方法在項目環(huán)境相對簡單的區(qū)域來說較為適用，但是如果應用于山地城市或是地形變化較大的區(qū)域來說，難以收集較為精確的數據。通過運用BIM技術能夠構建更為準確的數字模型，對模型數據進行有精確采集分析，對市政道路設計指標等各項數據進行精確計算，BIM利用信息化計算方式有效優(yōu)化了人工記錄的弊端，既保證了數據精確性，又提高了工作效率。

2.4可視化優(yōu)勢分析

目前來說基于BIM技術基礎上的各類軟件被廣泛應用于道路設計，相對于CAD的點面線技術的局限性，諸如Roadleader、Revit、Powercivil等BIM軟件能夠以三維模型建立更為形象的道路三維模型，業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理等各方均可對道路設計情況進行細致了解，通過BIM技術的可視化優(yōu)勢，能夠為后續(xù)的道路施工環(huán)節(jié)提供科學高效的指導。

3問題與建議

3.1BIM在道路設計中遇到的問題

BIM在實際操作過程中存在一些問題，最嚴重的是本土化支持不夠完美，比如模型的重復使用問題。目前由于輔助分析軟件開發(fā)不到位，尚不能做到模型的重復使用，每次都需要建立新的模型，工作量較大，設計師如果需要進行擋土墻驗算、橋梁結構驗算時，需要重新建立模型，重復建模，使得工作量和設計成本的倍增，得不到預期的效果。

另一方面，行業(yè)中尚未制定標準，無法對設計成果進行評判；另一方面，BIM不能輸出二維設計圖紙，使得其應用受到限制。

3.2BIM應用的建議

1）制定行業(yè)評價標準以及成果提交標準，對BIM成果可以量化評價，還要從根本上舍棄舊的成果提交模式，即二維設計圖表，進而確立基于BIM設計成果的提新模式，既符合信息化時代的要求，也能做到實時對比。

2）加大開發(fā)相關輔助軟件的支持力度，不斷開發(fā)輔助軟件，實現一次建模，多次使用，避免重復建模增加工作量。

3）通過示范性工程，推廣BIM。從國家層面，對幾個工程用BIM進行設計，并與傳統(tǒng)方式進行對比，突出BIM的優(yōu)勢，使全行業(yè)認識到BIM技術應用到市政道路工程中所帶來的效益，進而推廣BIM在全行業(yè)的應用；另一方面，開展相關的培訓，把BIM技術從研究嘗試的階段，推廣到全行業(yè)。

結語

綜上所述，市政道路的建設是我國城市化進程中的基礎環(huán)節(jié)，加強道路的設計工作，對國家道路質量及安全性的提升都具有重要意義。時代的發(fā)展對道路設計的相關工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)的設計模式及設計軟件已難以適應道路建設發(fā)展的趨勢。各施工單位及設計人員要正確認識BIM技術的特點及優(yōu)勢，將其應用在市政道路設計的各個環(huán)節(jié)中，從而提高市政道路的設計及建設水平，為我國的城市化建設助力。

參考文獻：

[1]涂勇峰，許驍.BIM技術在市政道路設計中的應用分析[J].建材與裝飾，2018（08）：250～251.

[2]張成彬.淺談BIM技術在市政道路設計中的應用[J].建材與裝飾，2016（43）：253～254.

（作者單位：天津市德文建筑設計有限公司）