BIM技術在公路設計中的實踐

金柏祥

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2109-5042-3029

摘? 要：現階段，我國社會經濟水平持續發展，為我國公路工程設計領域發展帶來了較大機遇，相應的行業間的競爭也逐漸激烈。在這一環境下，公路工程設計領域更應將重點放在創新與提升上。公路設計中BIM技術應用逐漸廣泛，并且在其不斷的實踐應用研究下，相應的配套技術也逐漸成熟，在公路設計建設中發揮了較大作用。該文重點對BIM技術在公路設計中的實踐進行探討，從BIM技術的特點入手，重點分析公路設計中BIM技術的具體應用，以供參考。

關鍵詞：BIM技術? 公路? 設計? 實踐

中圖分類號：U412? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）09（a）-0049-03

Practice of BIM Technology in Highway Design

JIN? Baixiang

（Lanzhou Bowen College of Science and Technology， Lanzhou， Gansu Province， 730000 China）

Abstract： At this stage， the sustainable development of China's social and economic level has brought great opportunities for the development of China's highway engineering design field， and the corresponding competition among industries is becoming increasingly fierce. In this environment， the field of highway engineering design should focus on innovation and improvement. BIM technology application in highway design is gradually widespread， and under its continuous practice application research， the corresponding supporting technology is also gradually mature， it has played an important role in highway design and construction. This paper focuses on the practice of BIM technology in highway design， starting from the characteristics of BIM technology， focusing on the specific application of BIM technology in highway design for reference.

Key Words： BIM technology; Highway; Design; Practice

公路工程施工環節，對設計以及技術方面的要求較高，公路標準也在逐漸提升，更需要先進的科學技術支持，在公路設計中引入BIM技術，能夠進一步優化公路設計工作，使得實際方案更為合理。公路設計領域也逐漸發現該技術的應用優勢，逐漸加大此項技術的應用，已取得較好的應用成效。該文就此技術應用進行分析，具體如下。

1? BIM技術的特點

BIM技術的全稱為建筑信息模型，技術原理為：以建筑工程的信息數據為主要依據，構建數字模型，構建出的模型屬于一級仿真模型，能夠客觀地、真實地反映出建筑工程的實際狀態。當前，此項技術已經在較多領域應用，因為其中包含較多方面的技術，也被廣泛應用于公路工程中[1]。

BIM技術主要具備以下特點：第一，可視化。這一特點會在公路工程設計與施工環節發揮出較大的作用，在開展公路工程設計與施工相關工作時，會涉及較多方面的內容，此項技術的可視化特點，會全方位地展現出公路設計情況，對于公路設計整體質量及性能提升意義重大。第二，模擬性。這屬于BIM技術的一個特殊性質，進行公路設計時，可以模擬出具體模型，并且還可以進行模擬操作。第三，協調性。這一特點主要指的是，進行公路設計時此項工作能夠促進各項工作的良好配合，可以有效地提升設計效果。第四，優化性。公路設計環節，此項技術的應用能夠幫助設計人員對設計方案進一步優化，在對設計方案的不斷改進下，獲得最優設計方案。第五，可出圖性。BIM技術能夠按照不同的設計需求加工圖紙，例如設計方案圖紙或者工程構配件圖紙等，進而更好地滿足工程建設需求。

2? BIM技術在公路設計中的實踐

2.1 項目立項階段BIM技術的應用

對于公路工程而言，在其立項準備階段，需要進行項目工程的可行性分析，相關工作人員應開展項目可行性論證，同時明確工程線路的走向、各項技術標準以及具體的施工方案等，并做好前期準備工作[2]。所以在立項階段，可以通過BIM技術集成地理信息系統中存在的三維可視化模式，更為直觀、立體地對公路工程設計加以反映。在BIM技術的良好應用下，建立相關模型前，需要收集并整理一些較為基礎的數據信息，包括公路所在區域的路網信息、地理環境信息、社會經濟情況等，這些數據整理完畢后，以此為主要的依據，建立路網三維模型。這一過程中，還應模擬并預測公路工程的交通量，確定公路建設標準及價值，確定出初期的公路設計線路，基于GIS下進行空間分析，最終決定出公路線路走向。

2.2 公路設計階段BIM技術的應用

在公路設計階段，利用BIM技術進行建模處理具體包括以下環節。

2.2.1 地形圖處理

一般而言，公路工程施工道路會有兩種形式的地形圖，分別是三維地形與二維地形。其中，三維地形的主要特點是：實際高程由圖形中標注的高程點標高表示;而二維地形主要的特點為：圖形中高程點實際高程為零，實際高程需要在高程點旁邊標注。工作開展過程中，工作人員要將圖層管理器打開，除去高程點，反向選取其余全部圖層，并進行凍結處理，隨后通過“創建曲面命令”，對操作對象進行選取，并點擊確定按鈕，在軟件中找到“曲面圖形菜單”這一選項，點擊工具欄，基于圖形對象上，單擊右鍵選擇“添加”選項，隨后會有對話框彈出，選擇“塊”，確定即可，最后選取所有高程點后，回車，完成曲面創建，相關管理人員可以通過查看器，對創建圖像進行查看。

2.2.2 道路中心線設計

公路設計過程中，中心線是一個較為基本的要素。基于建設要求下進行公路設計時，應合理設計中心線，設計人員可以通過BIM技術，擬合規劃中確定的線位，同時根據工程設計規范，對公路設計中的基本要素進行調整，包括中心線長度以及曲線半徑等[3]。工作開展環節，相關工作人員在地形圖中插入確定好的中心線，隨后將其向多段線進行轉換，查找線路菜單下相應選項，進行目標中心線選取，同時在軟件鎖彈出的對話框中，將路線標簽、樣式以及名稱輸入其中，點擊確定按鈕，最終完成中心線設計工作。

2.2.3 公路橫縱斷面設計

首先，在Civil3D程序下設計公路橫斷面，需要體現出動態關聯這一特性，公路橫斷面會隨著其他設計要素的變化而變化，確保公路模型實時更新，主要的操作流程如圖1所示。

其次，公路縱斷面設計，進行此項內容設計時，一般會利用BIM技術中的縱斷面設計功能，主要會經過以下步驟：步驟一，編制;步驟二，生成原地面線;步驟三，繪制;步驟四，拉坡線。進行拉坡線繪制時，應與具體要求相結合，對曲線參數進行合理調整，確保所有設計要求均得以滿足，將其存儲為豎曲線文件。相關設計及人員，需要對豎曲線文件以及原地面線文件進行調用，從而生成最終的公路縱斷面設計圖。現階段，進行公路設計過程中，通過Civil3D程序能夠有效將設計步驟簡化，通過點擊“從曲面創建縱斷圖”，能夠直接生成地面線，同時當中心線發生改動后，地面線相關參數會隨之自動更新，有效降低設計成本。

2.3 工程量統計中的應用

利用BIM技術建模完成后，可以根據樁號自動生產相應的統計報表，其格式輸出可以有不同的文件類型，例如XLS、DOC以及DNF等，能夠保證設計質量與效率得以進一步提升。某公路工程中，進行填挖方工程量計算時，分別用傳統的計算方式與BIM軟件進行計算，得出結果見表1，可以看出，兩種計算方式所獲得的結果具備較大差異，BIM軟件計算更為精準。

2.4 公路設計安全優化中BIM的應用

傳統設計工作中，需要詳細計算出各項指標，還要通過量化分析的方式，判斷運行速度計算與確定的協調性。在BIM技術的應用下，會在三維空間中，動態模擬出車輛運行狀態，從而更為直觀地觀察運行速度變化下會造成的影響[4]，找出設計以及運行速度存在較大差異的路段，從而在此依據下更好地開展公路線形設計，確保線形的均衡性以及連續性。以往分析評價公路安全情況時，通常會按照運行速度獲得的計算結果，對設計參數進行分析，忽略了沿線環境可能導致的不良影響，而在BIM技術的應用下，會構建與沿線情況相同的環境，實現動態化模擬，找出其中可能存在的安全隱患，更好地開展安全評價工作，降低風險[5-7]。

3? 結語

綜上所述，BIM技術作為三維建模技術，其存在較大的優勢，現今在各個行業中得以廣泛應用，特別是在公路設計中，已經獲得較好的應用成效，在項目立項階段、公路設計階段、工程量統計、公路設計安全優化等方面進行應用，具備明顯優勢。因此，需要加大對于公路設計中BIM技術應用實踐的研究力度，確保此項技術在公路設計中作用的真正發揮。

參考文獻

[1] 王斌，楊鴻.BIM技術在公路設計中的應用現狀與展望[J].公路，2019，64（10）：234-237.

[2] 王璐瑋.傾斜攝影和BIM技術在公路設計中的應用研究[J].山西交通科技，2019（2）：34-37.

[3] 黃忠財，許澤琪，王磊，等.BIM技術在公路巖溶隧道勘察設計中的應用[J].公路，2020，65（11）：385-389.

[4] 丁瑞鋒，王綏慶.BIM技術在公路設計中的應用與展望[J].城市建設理論研究：電子版，2019（7）：83.

[5] 曹珊.談BIM技術在公路工程中的應用[J].磚瓦，2021（3）：71-72.

[6] 嵇冬冰.高速公路樞紐式互通匝道橋梁的設計關鍵點[J].磚瓦，2021（3）：78-79.

[7] 李秋斌.BIM技術在公路隧道工程中的應用[J].磚瓦，2021（4）：77-78.