BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

摘? ? 要：近幾年，中國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)飛速發(fā)展態(tài)勢，對于交通運(yùn)輸業(yè)的需求日益劇增，作為市政道路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，如何使道路工程發(fā)展更加科學(xué)化、系統(tǒng)化、信息化，是行業(yè)內(nèi)部亟待解決的問題之一。BIM技術(shù)作為新型的道路設(shè)計(jì)理念，很好的將三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，使得市政道路設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問題得到了有效解決。本文通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行簡要概述，分析研究其在市政道路建設(shè)中的具體應(yīng)用方面，以期為其他類似的市政道路工程設(shè)計(jì)提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);市政道路;技術(shù)應(yīng)用

1? 前言

隨著我國城市道路建設(shè)速度的不斷加快，對于道路建設(shè)項(xiàng)目效率、質(zhì)量、技術(shù)等方面的要求也不斷提高。由于市政道路設(shè)計(jì)過程中需要各個(gè)專業(yè)的工程師不斷進(jìn)行工作協(xié)同與信息共享，所以只有各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)平順銜接方能完成項(xiàng)目工作。但實(shí)際工作中，目前我國大部分市政道路設(shè)計(jì)都是采用CAD技術(shù)進(jìn)行二維平面設(shè)計(jì)，其在信息共享、設(shè)計(jì)進(jìn)度協(xié)同方面的工作程序較為繁瑣，各專業(yè)設(shè)計(jì)意圖無法進(jìn)行有效傳達(dá)，從而導(dǎo)致工作效率降低，無法很好滿足市政道路建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。近些年出現(xiàn)的以BIM技術(shù)為核心理念的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，給相關(guān)行業(yè)帶來很大改變。但是目前BIM技術(shù)的最新成果較多應(yīng)用于建筑行業(yè)，涉及道路設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用較少。因此，針對BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究對切實(shí)提高我國市政道路設(shè)計(jì)科學(xué)性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

2? BIM技術(shù)在道路建設(shè)中的優(yōu)勢分析

2.1? 實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)可視化

在以往傳統(tǒng)的施工圖紙制作中，設(shè)計(jì)信息的表達(dá)通常都是采用線條和數(shù)字的形式，這就對于設(shè)計(jì)人員和施工人員在設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)節(jié)方面的理解要求很高。但是隨著我國市政道路建設(shè)項(xiàng)目越來越復(fù)雜，單一的線條和數(shù)字無法滿足設(shè)計(jì)圖紙展示需求，因此BIM技術(shù)可視化功能的應(yīng)用就能夠更好的滿足設(shè)計(jì)要點(diǎn)明確的需求，為道路設(shè)計(jì)和施工提供更多便利。在實(shí)際應(yīng)用中，可視化的三維設(shè)計(jì)圖紙能夠呈現(xiàn)出道路設(shè)計(jì)內(nèi)容的三維立體結(jié)構(gòu)。更加精確效果圖能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)節(jié)信息的精展示，從而增加市政道路工程信息的互動(dòng)性和反饋性。

2.2? 實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)

由于我國市政道路的設(shè)計(jì)和建設(shè)通常需要綜合考慮城市交通、地下電纜和排水設(shè)施等因素影響較為復(fù)雜，因此如何更好的保證設(shè)計(jì)施工協(xié)調(diào)性，也是市政道路項(xiàng)目中的關(guān)鍵問題之一。在道路建設(shè)活動(dòng)中，為了更好針對突發(fā)問題進(jìn)行及時(shí)協(xié)調(diào)和補(bǔ)救，需要設(shè)計(jì)單位能在第一時(shí)間提供具備明確關(guān)鍵點(diǎn)和特殊線路布置信息的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料。而BIM技術(shù)在這方面表現(xiàn)較好，作為數(shù)據(jù)存儲平臺載體，它能夠更好的通過道路設(shè)計(jì)模型來呈現(xiàn)各種專業(yè)問題，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算和協(xié)調(diào)，從而有效解決例如道路開挖和地下排水管網(wǎng)設(shè)置、道路路基處理和地下水分布，道路施工和周圍環(huán)境保護(hù)等協(xié)調(diào)問題。

2.3? 實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)模擬

在市政道路設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要是借助計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行模擬。首先，需將要施工現(xiàn)場車流量、溫度濕度和原材料數(shù)量等經(jīng)過測量的相關(guān)工程參數(shù)，以及施工圖紙中標(biāo)注的施工參數(shù)輸入到設(shè)定好的設(shè)計(jì)模型中進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)建模，通過模擬計(jì)算設(shè)計(jì)出不同的方案并進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得道路設(shè)計(jì)的精確模型，也能為工程竣工處理和工程造價(jià)進(jìn)行模擬控制。

2.4? ?實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)優(yōu)化

在實(shí)際的進(jìn)行過程中，市政道路設(shè)計(jì)其實(shí)是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，而BIM技術(shù)恰好能夠滿足這個(gè)過程需求，通過準(zhǔn)確評估設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)復(fù)雜程度，對道路的幾何信息、物理信息、施工量和施工流程等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化處理，為數(shù)據(jù)優(yōu)化實(shí)時(shí)提供最新計(jì)算工具和計(jì)算方法。此外，BIM技術(shù)還可以將設(shè)計(jì)內(nèi)容和成本控制進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容合理減少施工成本支出。同時(shí)BIM技術(shù)還可以針對某些特殊項(xiàng)目進(jìn)行潛在問題挖掘并進(jìn)行優(yōu)化處理，如軟土路基施工、路面改造等。最后，由于BIM技術(shù)具有可出圖的功能，其設(shè)計(jì)圖紙可對道路工程進(jìn)行可視化和三維化模擬，能夠有效確保設(shè)計(jì)圖紙的精確性。

3? BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1? 地形圖處理應(yīng)用

目前，在我國大部分施工過程中，負(fù)責(zé)勘測測量的單位所提供的圖紙通常為二維和三維兩種圖紙，這兩種圖紙的區(qū)別主要是在高程點(diǎn)設(shè)置。二維圖紙中，高程點(diǎn)的實(shí)際高程會設(shè)置為零，而具體的高程值則是通過標(biāo)注形式來另做注釋。在三維圖紙中高程點(diǎn)則是以實(shí)際的工程高度進(jìn)行設(shè)置的。在這種情況下，通過應(yīng)用BIM技術(shù)對道路設(shè)計(jì)進(jìn)行處理時(shí)，可以更加直觀的反應(yīng)出地形圖的各種數(shù)值，精準(zhǔn)度更高。

3.2? 道路中心線繪制應(yīng)用

作為市政道路設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的部分，道路中心線的繪制過程中通常會牽扯到很多控制因素。所以，為了更好的設(shè)計(jì)我國市政道路，可以通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合相關(guān)控制因素對市道路中心線的繪制進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以立體形式呈現(xiàn)出中心線繪制情況，對于可能出現(xiàn)的問題提前進(jìn)行分析，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或是找到有效的解決方案，以此有效提高我國市政道路的設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)我國道路建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。

3.3? 道路縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)用

目前在我國道路設(shè)計(jì)常用軟件中，針對道路縱向斷面設(shè)計(jì)流程為：首先對原地面的線文件中進(jìn)行相關(guān)編制工作并生成原地面線，之后在原地面線上對拉坡線進(jìn)行繪制，并在繪制的過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整以滿足總體設(shè)計(jì)要求，最后，將存儲中的原地線文件和以豎曲線設(shè)計(jì)文件形式進(jìn)行儲存的拉坡線進(jìn)行調(diào)用，來生成最終的市政道路縱斷面設(shè)計(jì)圖。而以在BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的軟件操作中，只需將三維地形作為道路縱向斷面設(shè)計(jì)的基本資料，地面線文件生成操作只需通過“從曲面創(chuàng)建縱斷面”這一命令就可完成，拉坡線設(shè)計(jì)可以通過“按布局創(chuàng)建縱斷面”的命令來生成，同時(shí)地面線文件會自動(dòng)隨著市政道路中心線的修改而自動(dòng)更新，有效節(jié)省設(shè)計(jì)人員的相關(guān)工作量。

3.4? 道路橫向斷面設(shè)計(jì)

由于以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的軟件設(shè)計(jì)過程就是整個(gè)市政道路的裝配過程，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)操作中需要綜合各種影響因素，對相關(guān)部件進(jìn)行合理選擇，這個(gè)步驟對于市政道路BIM數(shù)據(jù)信息模型的精確度保障具有重要意義。具體操作主要分為創(chuàng)建裝配、插入裝配基準(zhǔn)線、部件裝配這幾個(gè)步驟。需要注意的是，在設(shè)計(jì)過程中首先對標(biāo)準(zhǔn)橫斷面進(jìn)行裝配，保障其滿足整體需求，然后再根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要分析結(jié)果來進(jìn)行其余的裝配添加，由于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件有著較好的關(guān)聯(lián)性和動(dòng)態(tài)性，因此，道路設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)模型能夠及時(shí)進(jìn)行裝配更新。

4? 結(jié)語

通過研究我們可以發(fā)現(xiàn)，目前BIM技術(shù)在我國市政道路相關(guān)設(shè)計(jì)工作中主要應(yīng)用于在路地形圖處理、中心線設(shè)計(jì)繪制、橫向斷面設(shè)計(jì)、縱向斷面設(shè)計(jì)四個(gè)方面，能夠充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。在市政道路設(shè)計(jì)工作中通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提供更加直觀的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，還能夠?qū)崿F(xiàn)道路設(shè)計(jì)的可視化，便于進(jìn)行相關(guān)協(xié)調(diào)、模擬和優(yōu)化工作，能夠通過三維模型的自動(dòng)生成功能實(shí)時(shí)更新各種設(shè)計(jì)圖形，達(dá)到施工進(jìn)度監(jiān)控的目的。但需要明確的是，由于BIM技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間不長，在其應(yīng)用的過程中還是會被社會推動(dòng)力不足、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不完善等因素的制約，此項(xiàng)技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用發(fā)展依舊任重道遠(yuǎn)。

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作者簡介：

許建超，助理工程師，研究方向：市政道路設(shè)計(jì)。