公路工程標準化構件BIM 模型庫的建立

何 飛，戴 瑋

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

引言

現階段BIM 在建筑行業發展迅速，其標準化工作的建立與推進是完成信息交換、BIM 交付以及全生命周期運營的重要基礎［1］。公路工程同樣需要面對BIM 建模標準化問題，由于公路工程大多為線性工程，標準化設置主要圍繞線形結構展開［2］。在實際工程設計過程中，可以通過規范模型建模流程，建立企業級的標準模型庫，利用滿足規范的模塊式工作方式，避免重復工作，提高設計質量。

以Bentley 平臺為基礎，針對公路工程構件的標準化工作需求，從構件的幾何模型和工程信息出發，探討一種基于公路工程構件的BIM 模型庫的建立與應用，對模型庫包含內容要素進行剖析說明。

1 模型庫分類與建立原則

1.1 模型庫的分類

公路工程標準化構件BIM 模型庫（簡稱模型庫）在內容上應分為兩個部分，一類為包含幾何信息的構件單元庫，即部分工程構件的三維模型庫，主要涉及的專業為道路、橋梁、涵洞、交安。一類為工程信息屬性庫，即公路工程各構件應包含的工程信息屬性集，信息屬性在廣度上應考慮項目的全生命周期所需的工程信息，確保項目各階段信息的適用性［3］。

通過對公路工程構件三維模型掛接相關信息屬性，最終完成工程三維BIM 信息模型的建立。在工程信息模型中，各個工程構件包含其工程信息屬性集，在此基礎上，進行工程信息分類與查詢、工程量統計等工作。

1.2 模型庫建立原則

在建立標準模型庫時應遵循易操作、能共享、促交互、可擴展的原則。

1.2.1 易操作

為了便于模型庫服務于公路工程的BIM 技術應用，模型庫采用模塊式的設計原則，以標準模塊為基礎，從而提高公路工程BIM 模型的創建效率。

1.2.2 能共享

標準模型庫應根據相關設計規范、國家標準、圖集等制作，確保構件單元尺寸滿足結構構造要求?；谠O計規范創建的模型單元適用性強，符合共享原則。

1.2.3 促交互

構件單元庫主要包含構件的幾何信息，構件模型創建精度應滿足G2 標準［4］。信息屬性庫主要包含構件的工程信息，為了便于模型庫的使用和推廣，工程信息粒度應滿足N4 標準［4］。

2.1.3 UDPGA輔酶溶液 精密稱取UDPGA適量，臨用前用水溶解并定容，配制成濃度為5 mmol/L的UDPGA輔酶溶液。

1.2.4 可擴展

模型庫命名、分類方式等滿足可擴展需求。

2 模型庫建立

2.1 構件單元庫

從單元庫的適用性出發，將構件單元庫分為通用構件庫和項目級構件單元庫。

2.1.1 通用構件庫

通用構件庫主要包含設計通用構件單元，如路燈、護欄標準段、涵洞標準段、標志標牌、檢修平臺標準構件等。此類單元有一定的標準樣式，在各個項目中重復使用，歸納入通用構件庫后，便于檢索、查閱與使用。

2.1.2 項目級構件單元庫

項目級單元庫服務于各項目，主要包含單個項目中需重復創建、復制率高的構件單元。通過建立項目的單元庫，在創建項目的三維模型時，在路線對應的位置點直接放置構件單元，減少重復模型構件的創建工作。

2.2 信息屬性庫

信息屬性庫主要分成3 個屬性模塊：基礎屬性、構件屬性和材料屬性。其中基礎屬性包含工程屬性及通用屬性；構件屬性為構件特有屬性，包含構件的空間屬性、尺寸信息等；材料屬性包含構件的組成材料及用量。

2.2.1 基礎屬性

表1 橋梁工程基礎屬性

2.2.2 構件屬性

工程構件的構件屬性為構件的獨立屬性，如主梁應包含梁長、梁高、結構形式等屬性，橋墩應包含墩高、橋墩形式等屬性。構件屬性模塊所包含的屬性內容及格式（單位）見表2、表3。

表2 橋梁工程構件屬性（示例：主梁）

表3 道路工程構件屬性（示例：底基層）

2.2.3 材料屬性

工程構件的材料屬性包含該構件所使用的工程材料。在工作中可創建設計用材料屬性庫，根據工程構件實際應用材料見表4，從設計用材料屬性庫中調取該材料的型號、使用單位等信息內容見表5。

表4 橋梁工程材料屬性（示例：主梁）

表5 主梁待調用的材料屬性

通過3 個屬性模塊的任意組合，組成構件所攜帶的所有工程信息，并與構件的三維模型相互映射，實現構件化公路工程信息模型的創建。

3 模型庫應用

以蘭州新區經三十三路與G341 線立交工程為例，依據公路工程標準化構件BIM 模型庫，創建全項目的工程BIM 信息模型，最終形成基于BIM 技術的工程建設管理平臺。設計方創建的全項目工程BIM 信息模型，包含設計數據及變更信息等基礎工程數據；施工單位和監理方依據此模型，完成業務數據上傳、檢查和審批；業主方基于此平臺，進行工程實施監測。最終實現三方基于模型數據和工程信息的交流與共享。

在項目中，創建項目級工程構件BIM 單元，并根據工程屬性，對應添加各構件的基礎屬性、構件屬性和材料屬性。例如圖1 的工程A 匝道橋中3 號墩墩身構件，所包含工程屬性內容：矩形墩高5 m、里程樁號為K0+379 等。

圖1 墩身單元構件信息屬性

根據項目的實際設計信息，在三維模型上掛接各構件的工程材料數據，直接導出交付用的各構件屬性表格以及生成自動化工程數量表，降低工程數量的計算誤差，可用于工程量自動統計以及計量管理等。

4 結語

應用BIM 技術，針對工程標準化構件信息屬性關鍵技術展開研究，主要從標準化構件庫的創建以及構件的信息屬性庫創建的角度展開，使BIM 構件具備標準化的工程信息屬性。以此為基礎，完成項目構件工程量自動統計、計量管理等需求，為實現基于BIM技術的工程建設管理平臺的開發奠定基礎，具有實際應用價值。