BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

付海洋

摘要：BIM技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用過程中能發(fā)揮出非常大的作用，但是目前我國在市政道路設(shè)計(jì)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用還較少，存在著缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)人才，投資收益難以確定的現(xiàn)狀，這對于其技術(shù)的推廣明顯是不利的。而BIM技術(shù)究竟有何特點(diǎn)，優(yōu)勢表現(xiàn)在哪些方面，在市政道路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用內(nèi)容又有哪些，正是本文的寫作目的所在。

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

引言

當(dāng)前在建筑領(lǐng)域中應(yīng)用BIM技術(shù)，其信息建模技術(shù)提升了空間建筑的發(fā)展，為行業(yè)發(fā)展注入活力，也促進(jìn)了BIM技術(shù)的創(chuàng)新。在早期道路工程設(shè)計(jì)以CAD為主，2011年Shim等將BIM技術(shù)運(yùn)用在橋梁設(shè)計(jì)中，建設(shè)3D橋梁模型，國內(nèi)也將BIM技術(shù)運(yùn)用在高速公路隧道工程施工中，細(xì)化施工工序與步驟，根據(jù)參數(shù)等三維建模分析工程建設(shè)，提高了施工效率。現(xiàn)階段運(yùn)用在路橋施工設(shè)計(jì)中，初步取得理想效果，但在某種程度上具體施工過程中，還有待改進(jìn)和完善。

1BIM的概述

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用。BIM技術(shù)解決了建筑工程在軟件中的描述問題，使設(shè)計(jì)人員、工程技術(shù)人員、項(xiàng)目管理人員等相關(guān)方能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確的應(yīng)對，并為協(xié)同設(shè)計(jì)工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。BIM不僅包含了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)信息，而且可以容納從設(shè)計(jì)到建成使用，以及使用周期終結(jié)的全過程信息，且將各種信息集成在一個(gè)三維模型數(shù)據(jù)平臺(tái)中。BIM技術(shù)所搭建的數(shù)據(jù)平臺(tái)，能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新，使設(shè)計(jì)人員、管理人員、施工人員以及業(yè)主可以清楚全面的獲取自身所需要的信息。這些信息在建筑設(shè)計(jì)、施工和管理的過程中能促使加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而使項(xiàng)目質(zhì)量提高，收益增加。BIM技術(shù)繼計(jì)算機(jī)輔助繪圖CAD技術(shù)之后，為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了第二次革命。

2特點(diǎn)研究

2.1可視化

BIM技術(shù)最顯著的一個(gè)特點(diǎn)便是可視化，通過可視化可以讓不同領(lǐng)域不同專業(yè)的人員提高對項(xiàng)目的理解，直觀立體地看到整個(gè)項(xiàng)目模型的全貌。對于模型構(gòu)建中所出現(xiàn)的問題，也能通過其技術(shù)自身的智能化分析而得出，促進(jìn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。傳統(tǒng)的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方式則很難做到立體可視化，對于一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)布置，在二維圖紙上很難得到清晰的體現(xiàn)，就極易出現(xiàn)一些工程上的失誤，進(jìn)而影響到項(xiàng)目的質(zhì)量。除了在市政道路設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)可以發(fā)揮出很大的作用外，在其他階段也能有效促進(jìn)工作效率的提高。

2.2高效集成

總圖設(shè)計(jì)需要涵蓋的信息數(shù)據(jù)資料較多，除對于總平面圖的把控外，需要盡可能對各個(gè)專業(yè)的平面規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確的表示。這種信息數(shù)據(jù)的處理需求對于設(shè)計(jì)手段提出了更高的要求，而BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠較好提升其集成性效果，針對各個(gè)專業(yè)形成的數(shù)據(jù)信息資源成果進(jìn)行有效集成。使用基于BIM的軟件系統(tǒng)，可以直觀地看到設(shè)計(jì)成果的三維模型，其中包含材料信息、設(shè)備信息、施工信息、成本及進(jìn)度信息等，呈現(xiàn)一個(gè)完整的建筑信息模型。

2.3協(xié)同化

BIM技術(shù)的應(yīng)用還有一個(gè)特點(diǎn)便是協(xié)同化。在市政道路建設(shè)過程中，所涉及到的領(lǐng)域、部門、專業(yè)都非常多，想要保證其設(shè)計(jì)的合理性，就需要加強(qiáng)之間的溝通，確保各方都能充分了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容。而BIM技術(shù)就能將其信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行分享，通過3D模型也能充分地展現(xiàn)項(xiàng)目施工的現(xiàn)狀，因此在交流的及時(shí)性上起著非常重要的作用，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離的溝通交流，聽取各方的相關(guān)意見，提高不同領(lǐng)域、不同部門、不同專業(yè)之間的合作，提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)的合理性。

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

3.快速建模

1PowerCivil軟件內(nèi)基于2D模型建立的3D模型在輸入數(shù)據(jù)之后就可完成初步設(shè)計(jì)，當(dāng)平面、縱面、斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容借助之后，將道路設(shè)計(jì)橫斷面按照路線設(shè)計(jì)方向拉伸模型，就可以快速建立道路3D模型。部分道路工程設(shè)計(jì)方案在橫斷面的設(shè)計(jì)方面存在差異，因此需要使用多個(gè)橫斷面模塊來完成。PowerCivil軟件系統(tǒng)可以借助先進(jìn)的計(jì)算能力得到最佳方案，反映到道路整體模型中。BIM技術(shù)在三維建模設(shè)計(jì)、道路中心線設(shè)計(jì)之后，可以借助系統(tǒng)進(jìn)行全面分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中技術(shù)人員和設(shè)計(jì)最終效果之間有直接關(guān)聯(lián)，因此需要保證建模人員的專業(yè)素質(zhì)，才可以提高BIM技術(shù)整體使用效率。道路工程設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性、綜合性等特征，施工影響因素較多。BIM技術(shù)模擬施工活動(dòng)可以為道路工程施工的順利開展提供保證。在建模完成之后，依托BIM軟件平臺(tái)做好防護(hù)工作，進(jìn)入到虛擬漫游模塊中，構(gòu)建熟悉的信息化情景，充分感知道路施工中的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，結(jié)合建模制定事故應(yīng)急預(yù)案，完善施工管理策略。

3.2 BIM技術(shù)在橋梁可視化技術(shù)

BIM技術(shù)模擬關(guān)鍵施工工序的優(yōu)勢在于設(shè)計(jì)者可以直觀地將自己意圖通過三維的方式表達(dá)出來，同時(shí)可以將施工過程中需要重點(diǎn)注意的地方做出特別提示。設(shè)計(jì)院通過將二維的施工組織設(shè)計(jì)和施工作業(yè)指導(dǎo)書的關(guān)鍵步驟制作成施工動(dòng)畫的方式，提高與施工單位的溝通效率，從而提升工程品質(zhì)。同時(shí)，可以制作關(guān)于關(guān)鍵的施工工法與成套的施工工藝的技術(shù)交底庫，方便后續(xù)的類似項(xiàng)目直接調(diào)出以供指導(dǎo)與參考。

3.3地形圖處理

在市政道路建設(shè)的過程中，地形圖是支持整個(gè)工程系建設(shè)順利開展的重要基礎(chǔ)條件，地形圖在實(shí)踐應(yīng)用中要求市政道路建設(shè)工作人員首先從自身出發(fā)，對于市政道路建設(shè)的工作開展引起充分的重視。同時(shí)，在地形圖本身的質(zhì)量把關(guān)上也要引起充分的重視，若在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)地形圖本身存在誤差和質(zhì)量問題，則整體的地形圖也需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和完善。在具體的工作開展中，在小市政道路建設(shè)時(shí)，需要對其線路上的地形結(jié)構(gòu)和土壤狀況進(jìn)行了解，確保其線路規(guī)劃的合理性。而在這方面，BIM技術(shù)主要起到的作用是繪制出3D地形圖，來對其線路方案進(jìn)行不斷地完善，避免施工過程中線路變更的情況發(fā)生。

3.4在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)有很多針對道路設(shè)計(jì)的軟件或插件，大部分都存在著功能不靈活、精確度差以及聯(lián)動(dòng)性差等缺點(diǎn)。相比較而言，BIM軟件中的道路功能則有很大的優(yōu)勢。BIM的道路對象模型的創(chuàng)建是將橫斷面裝配安裝在帶有縱斷面設(shè)計(jì)的平面路線上，以創(chuàng)建三維道路模型，通過模型，可以生成道路曲面、基槽曲面模型并可以用于投資估算模型的基礎(chǔ)。通過道路的土方和材質(zhì)分析模塊，可以靈活應(yīng)用于在場地平整時(shí)采用的斷面法計(jì)算土方量的過程。BIM的道路模塊在公路設(shè)計(jì)和城市道路設(shè)計(jì)中有著較高的價(jià)值。

結(jié)束語

BIM技術(shù)能促進(jìn)道路設(shè)計(jì)活動(dòng)的合理開展，憑借BIM技術(shù)應(yīng)用的典型特征，通過地質(zhì)勘察準(zhǔn)備，選擇施工方案，搭建BIM信息模型，進(jìn)行3D可視化建模之后完成道路工程設(shè)計(jì)。借助BIM技術(shù)和現(xiàn)代信息化軟件完善道路工程設(shè)計(jì)，改善以往施工設(shè)計(jì)存在的弊端，有利于提高道路工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量。

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