基于BIM的市政道路優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

王百林

【摘要】市政道路優(yōu)化設(shè)計(jì)、市政道路建設(shè)工作的開(kāi)展實(shí)施同與國(guó)民生活水平的提高有著極為密切的關(guān)系。本文通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合優(yōu)勢(shì)淺述該技術(shù)對(duì)市政道路優(yōu)化方面的應(yīng)用前景，為今后BIM技術(shù)在市政建設(shè)及土木工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)及基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 BIM;市政道路;優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展前景

隨著城市化進(jìn)程的加快，人類(lèi)對(duì)智慧城市化生活的需求也越來(lái)越高，引發(fā)對(duì)“城市生活更美好”的渴望愈發(fā)強(qiáng)烈，伴隨著科技信息及設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，以及國(guó)家對(duì)科技創(chuàng)新和科技發(fā)展的大力支持。BIM的理論與技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)逐步的深入并應(yīng)用到我國(guó)的市政工程的建設(shè)當(dāng)中。

1、BIM理論基礎(chǔ)

“BIM”全稱(chēng)Building Information Modeling，

稱(chēng)作“建筑信息模型”，是土木工程、工程學(xué)、建筑學(xué)的使用設(shè)計(jì)新工具。從理論上來(lái)講通過(guò)計(jì)算機(jī)的交互圖形系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)計(jì)中建筑物的基本數(shù)據(jù)信息為參數(shù)來(lái)創(chuàng)一個(gè)交互式三維立體模型，讓設(shè)計(jì)者可以在計(jì)算機(jī)的交互圖形系統(tǒng)模式下創(chuàng)建并使用的“可以被計(jì)算的立體數(shù)字信息”。根據(jù)該模型搭建的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)分析和計(jì)算依據(jù)，為建筑物從設(shè)計(jì)初期到后續(xù)保障的“建筑全生命周期”提供一個(gè)準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持。并且根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)程，在不同的施工階段進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新、修改、完善，以支持在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中各組織之間的協(xié)同作業(yè)[1]。

2、BIM技術(shù)亮點(diǎn)

2.1可視溝通

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙是點(diǎn)、面、線(xiàn)構(gòu)成的2D平面圖紙，施工人員拿到施工圖紙后，看到的是各個(gè)構(gòu)件在圖紙上通過(guò)點(diǎn)、面、線(xiàn)所描繪出的基本構(gòu)造信息，只能通過(guò)自己的發(fā)揮的、想象去構(gòu)造一個(gè)虛擬3D模型，對(duì)于施工人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)的要求比較高，往往由于設(shè)計(jì)者與施工人員溝通不準(zhǔn)確，造成具體施工時(shí)建筑物的施工誤差。BIM技術(shù)則是通過(guò)一個(gè)三維立體的虛擬模型對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行展示，讓平面圖紙上的點(diǎn)、面、線(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成空間的立體墻面、梁柱、線(xiàn)纜等交叉結(jié)構(gòu)，整體空間設(shè)計(jì)一目了然。模型對(duì)全部使用者提供訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，工程施工各組織間能夠隨時(shí)獲取信息，結(jié)合實(shí)際情況更新數(shù)據(jù)，相互之間更加全面清晰的了解工程進(jìn)度，提高了溝通效率。

2.2模擬演示

進(jìn)行3D模擬演示是BIM技術(shù)一大特殊優(yōu)勢(shì)。在市政工程在建設(shè)過(guò)程中，既要保證工程的進(jìn)度，又要盡量減少施工對(duì)居民日常生活及工作的影響，所以在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，對(duì)各部門(mén)組織協(xié)調(diào)性要求相對(duì)較高[2]。同時(shí)還要考慮在項(xiàng)目施工過(guò)程中與周邊建筑物的安全距離，對(duì)原有地下管網(wǎng)設(shè)施的保護(hù)，綠色環(huán)保安全施工等要求。BIM技術(shù)就可以通過(guò)模擬演示，對(duì)實(shí)際施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行預(yù)演，進(jìn)行施工環(huán)境模擬，線(xiàn)路搭建模擬，管網(wǎng)保護(hù)模擬，后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)模擬，以及突發(fā)情況模擬等。對(duì)施工方案的可行性進(jìn)行測(cè)試，提取實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)并與BIM模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鏈接，創(chuàng)建一個(gè)模擬的現(xiàn)場(chǎng)施工3D動(dòng)態(tài)模型。參照工程的設(shè)計(jì)與各階段的進(jìn)度，模擬現(xiàn)場(chǎng)情況，加強(qiáng)施工的可控性管理，提高工程的施工質(zhì)量，確保施工的安全。更加高效、合理、靈活的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布置，以及掌控突發(fā)情況的預(yù)備緊急處理。

2.3控制成本

BIM技術(shù)將一個(gè)仿真的立體模型在電腦建立出來(lái)，并且隨時(shí)隨地、持續(xù)可靠的進(jìn)行成本預(yù)算和進(jìn)度跟蹤。比如材料的成本采購(gòu)、數(shù)量造價(jià)、物料消耗、管網(wǎng)架設(shè)、設(shè)備配套等等。實(shí)際上是通過(guò)數(shù)字化的信息技術(shù)建立了一座虛擬的建筑物，并為該建筑物模型提供了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。核心系統(tǒng)處理繁雜的數(shù)量計(jì)算工作，快速準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)到各個(gè)施工階段與各個(gè)施工區(qū)域中每個(gè)構(gòu)件及材料的用量和使用，隨時(shí)為材料的運(yùn)輸、采購(gòu)及搬運(yùn)提供精準(zhǔn)的計(jì)算及數(shù)據(jù)支持，減少二次購(gòu)買(mǎi)和過(guò)度浪費(fèi)等情況的發(fā)生，有效的提高各部門(mén)、各工序之間的配合進(jìn)度，將整個(gè)設(shè)計(jì)施工過(guò)程中項(xiàng)目的成本，耗材，進(jìn)度等各個(gè)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄更新，及時(shí)的反饋，精準(zhǔn)的掌控預(yù)算成本。

3、BIM技術(shù)在市政道路優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1參與城市道路合理規(guī)劃

在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)及發(fā)展建設(shè)中，城市道路擔(dān)負(fù)著各種不同的角色和任務(wù)。一方面，道路作為市民日常出行，交通運(yùn)輸，生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ);另一方面，道路是聯(lián)通對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作的橋梁。市政道路的建設(shè)程度與城市的整體規(guī)劃，對(duì)城市的發(fā)展布局及對(duì)外的貿(mào)易經(jīng)濟(jì)、旅游活動(dòng)的開(kāi)展有著重要的影響，科學(xué)的市政道路規(guī)劃建設(shè)不僅能夠提高城市道路的生產(chǎn)運(yùn)輸能力，提升城市的整體形象，還能通過(guò)完善的交通運(yùn)輸功能促進(jìn)各地區(qū)之間的物資互通，對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的作用。當(dāng)今的道路交通以人為主，市政道路建設(shè)體系龐大，內(nèi)容復(fù)雜，覆蓋了市政設(shè)施，地下空間，交通管網(wǎng)，公共服務(wù)等眾多工程項(xiàng)目。首先，市政道路組成多元化，涵蓋了機(jī)動(dòng)車(chē)道，非機(jī)動(dòng)車(chē)道，人行道，交叉路口，公共交通，綠化隔離帶，高架橋，地下隧道，市政管線(xiàn)，路燈景觀等，保證各個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的暢通是道路建設(shè)的基礎(chǔ);其次，道路交通沿線(xiàn)出入頻繁，市政出入口，商場(chǎng)出入口，住宅出入口，學(xué)校出入口都是車(chē)輛人員密集地區(qū)，出行的安全顯得尤為重要; 第三，在道路設(shè)計(jì)與改造中，對(duì)于排水管道，通訊網(wǎng)線(xiàn)，燃?xì)夤艿溃娏δ茉吹仁姓O(shè)施的保護(hù)也非常關(guān)鍵。基于此，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)市政道路規(guī)劃的合理布局能夠最大范圍的實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化與合理的運(yùn)用。

3.2提升市政道路建設(shè)效率

“工欲善其事，必先利其器”。現(xiàn)在的市政道路設(shè)計(jì)，復(fù)雜程度和功能要求都相對(duì)于更高。比如，空間交錯(cuò)的高架橋梁設(shè)計(jì)、地下隧道工程設(shè)計(jì)等都可以采用BIM模型提供技術(shù)支持。對(duì)于市政工程的施工單位來(lái)說(shuō)，BIM的信息模型中含有非常詳細(xì)的建筑數(shù)據(jù)及工程信息，利用這些數(shù)字化信息，搭建3D立體模型，對(duì)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)及空間進(jìn)行詳細(xì)的參數(shù)組建，直接分析施工清單，快速統(tǒng)計(jì)材料耗用數(shù)據(jù)，有效的提高工作效率降低成本損耗[3]。并且通過(guò)BIM的模擬演練進(jìn)行施工預(yù)演，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程進(jìn)度及施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)的進(jìn)行修改，避免在實(shí)際的施工進(jìn)行中此項(xiàng)問(wèn)題的再次發(fā)生，從而有效的提高工程的質(zhì)量及進(jìn)度，保證工程的施工效率。提升城市建設(shè)的科技含量，使市政道路的建設(shè)經(jīng)濟(jì)利益及社會(huì)效益發(fā)揮到最大化。

結(jié)語(yǔ)：

隨著工程建設(shè)科技技術(shù)在我國(guó)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的市政工程建設(shè)會(huì)應(yīng)用到BIM技術(shù)。因其在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段、材料分析階段、施工演練階段提供的強(qiáng)有效的數(shù)據(jù)信息，使得工程的管理更加的科學(xué)。所以積極地推進(jìn)BIM技術(shù)為市政管理創(chuàng)新提供源源不斷的動(dòng)力，對(duì)城市向數(shù)字化、智慧化發(fā)展起到推動(dòng)的作用，對(duì)我國(guó)整個(gè)城市道路及市政建設(shè)的工作有著很重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊榮明，劉洪海，彭成龍等.基于BIM的市政道路優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018，000（023）：P.147-147.

[2]韋巍.BIM技術(shù)在市政給排水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)市政工程，2014， 000（005）：42-43，53.

[3]葛瑞江，繆榮濤，高靜.淺談BIM技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J].裝飾裝修天地，2019，（14）：90.