BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究與展望

胡煥

摘 要：市政道路的設(shè)計(jì)是道路建設(shè)過(guò)程中的重要工作。隨著城市化的推進(jìn)，我國(guó)的各項(xiàng)城建基礎(chǔ)設(shè)施都在不斷優(yōu)化和完善。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式已經(jīng)無(wú)法跟得上時(shí)代步伐，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)其傳統(tǒng)缺陷，不僅使道路設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到提高，而且工作效率也得到提高，從而更深入地使人們的生活質(zhì)量也得到改變。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；道路誰(shuí)；應(yīng)用；展望

1 導(dǎo)言

道路項(xiàng)目囊括眾多專(zhuān)業(yè)，且時(shí)間、空間跨度大，而傳統(tǒng)做法，從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)，到施工，以及投入使用后的運(yùn)營(yíng)管理，各階段、各專(zhuān)業(yè)之間存在信息孤島或斷層現(xiàn)象，在項(xiàng)目進(jìn)程的不同階段，不同的參與方對(duì)同樣的信息會(huì)有不同的組織、管理和使用方法，導(dǎo)致信息冗余，即多個(gè)工程文件包含同一信息，而B(niǎo)IM軟件具有信息交互性，能夠真正實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。

2 BIM技術(shù)的概念界定

BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，多用于建筑領(lǐng)域，通過(guò)啟動(dòng)BIM技術(shù)實(shí)施工程設(shè)計(jì)和工程管理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)管理與設(shè)計(jì)技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)了建筑工程的全方位管理，為建筑工程項(xiàng)目的生命周期提供了保證。隨著近年來(lái)城市公路建設(shè)如火如荼地展開(kāi)，道路設(shè)計(jì)越來(lái)越受到重視。企業(yè)要將建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)以擴(kuò)展利潤(rùn)空間，就將設(shè)計(jì)納入到管理范疇，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)管理。在城市道路設(shè)計(jì)上，可以對(duì)道路管理設(shè)計(jì)工作整體性規(guī)劃，各種技術(shù)細(xì)節(jié)以及管理細(xì)節(jié)都可以在BIM軟件模型中體現(xiàn)出來(lái)，其優(yōu)勢(shì)在于，將各種設(shè)計(jì)管理信息系統(tǒng)化，構(gòu)成了為城市道路設(shè)計(jì)提供的專(zhuān)屬模型，通過(guò)運(yùn)行這種模式，就可以對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)管理工作采用數(shù)字技術(shù)體現(xiàn)出來(lái)，融入到道路工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)管理信息可以為工程項(xiàng)目提供全過(guò)程服務(wù)，保證道路設(shè)計(jì)管理工作高效有序地進(jìn)行。

3 BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的作用

3.1 充分表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖

BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基本上實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)模型的建立，這樣能夠有效地避免傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式在設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式上的不足。在市政道路工程設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)能夠更加直接的將城市道路完工后的效果圖加以描述，工作人員更加直接的看到城市道路完成后的視覺(jué)效果，因此將BIM技術(shù)引入到市政道路工程施工中，可以更加直觀的對(duì)城市道路設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行表達(dá)。

3.2 較強(qiáng)的模擬分析能力

BIM技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)就是能夠在設(shè)計(jì)的初級(jí)階段就將城市道路工程完工后的效果表現(xiàn)出來(lái)，這可以讓人們更早的、更直接的感受到該設(shè)計(jì)意圖所帶來(lái)的效果，同時(shí)在表現(xiàn)出完成體效果時(shí)，還能對(duì)其特質(zhì)進(jìn)行全方面分析。這樣就可以使相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初級(jí)階段認(rèn)識(shí)到該設(shè)計(jì)中所存在的不足，并及時(shí)的對(duì)設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)理念加以調(diào)整和改進(jìn)，這就是BIM技術(shù)在市政道路工程中模擬分析能力的體現(xiàn)。

4 BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 在地形圖處理中的應(yīng)用

在市政道路的設(shè)計(jì)中，對(duì)地形圖的處理是基礎(chǔ)且必要的環(huán)節(jié)。通常情況下，地形勘測(cè)單位會(huì)提供二維和三維兩種地形圖。二維地形圖將高程點(diǎn)設(shè)置為0，之后在高程點(diǎn)周邊標(biāo)注明確的數(shù)字，來(lái)表示實(shí)際的高度。三維地形圖則不同，其中的標(biāo)注高程點(diǎn)也就是實(shí)際高層，且高程點(diǎn)往往都用有Z字標(biāo)識(shí)的坐標(biāo)來(lái)表示。三維地形圖的處理一般有以下幾個(gè)步驟：①打開(kāi)圖形管理器，挑選出高程點(diǎn)以外的全部圖層，進(jìn)行反向選擇及凍結(jié)操作。②在菜單欄中找出創(chuàng)建曲面的選項(xiàng)，打開(kāi)對(duì)話框，對(duì)圖層的名稱(chēng)及類(lèi)型等進(jìn)行選擇，進(jìn)行圖形的添加。③打開(kāi)曲面數(shù)形對(duì)話框，選擇自定義模式，通過(guò)鼠標(biāo)右鍵確定圖形對(duì)象，根據(jù)彈出來(lái)的任務(wù)欄選定高程點(diǎn)。④在曲面創(chuàng)建工作完成后，工作人員可以借助查看器對(duì)曲面的頁(yè)面進(jìn)行查看，完善三維地形圖的設(shè)計(jì)。

4.2 用BIM技術(shù)進(jìn)行道路規(guī)劃

城市的地下空間被充分開(kāi)發(fā)利用起來(lái)進(jìn)行道路設(shè)計(jì)，可以提高城市地下空間的利用率。在進(jìn)行道路設(shè)計(jì)中就可以運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)地下空間系統(tǒng)性規(guī)劃，以使得地下空間被充分利用起來(lái)。BIM技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域中可以充分地發(fā)揮其協(xié)同功能和分析功能。將這兩項(xiàng)功能用于城市道路設(shè)計(jì)中，構(gòu)建城市道路三維立體圖形，利用圖形計(jì)算地下空間的可利用性，并進(jìn)行整體性規(guī)劃。將城市中的地下空間與地上空間相比較，不僅空間的格局復(fù)雜，而且屬于是隱性工程，這就必然給成本是道路設(shè)計(jì)造成了一定的難度。特別是城市道路工程屬于是市政地下工程，在地下空間中還有其他的輔助性設(shè)施，就需要道路設(shè)計(jì)中合理規(guī)劃地下空間，以使得地下空間中的輔助性設(shè)施的運(yùn)行不會(huì)受到影響。將BIM技術(shù)充分利用起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)圖的透視化，對(duì)于道路設(shè)計(jì)效果都能夠做到一目了然，即利用軟件將與道路設(shè)計(jì)相關(guān)的信息輸入到BIM軟件中，包括道路、互通區(qū)、被交道、斷面、超高、加寬、平交口、隔離柵、橋梁、護(hù)欄、隧道、豎曲線、涵洞、平曲線等。對(duì)于地下空間的道路設(shè)計(jì)要從整體的角度合理規(guī)劃，能夠確保地下道路分布合理，結(jié)構(gòu)連通，而且還可以利用BIM軟件將土方量精確計(jì)算出來(lái)。當(dāng)?shù)缆吩O(shè)計(jì)完成之后，還可以運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)所設(shè)計(jì)的地下道路加以論證。

4.3 在道路中心線繪制中的應(yīng)用

繪制道路中心線是市政道路設(shè)計(jì)工作的重要內(nèi)容。道路中心線的設(shè)計(jì)包含多種因素，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中要將各種因素全面納入考慮。嚴(yán)格按照市政道路的相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行處理，并根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)方案中的曲線長(zhǎng)度、半徑等。在具體的操作實(shí)踐中，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行市政道路中心線的設(shè)計(jì)和繪制，可以按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：①在設(shè)計(jì)之前，要提前對(duì)道路中心線進(jìn)行深入的分析，確定位置后再將其導(dǎo)入到3D圖形中。②根據(jù)實(shí)際需要，在3D圖形中進(jìn)行市政道路中心線的轉(zhuǎn)換，如將其轉(zhuǎn)化為多段線等。③利用BIM技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)道路路線的創(chuàng)建。在任務(wù)菜單中選擇“多線路創(chuàng)建”的選項(xiàng)，單擊后會(huì)自動(dòng)彈出對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入路線的名稱(chēng)，最后對(duì)路線的試樣及名稱(chēng)進(jìn)行批量的選擇，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行確定，完成中心線及道路路線的創(chuàng)建。

4.4 施工期間的應(yīng)用

施工前期階段之后是項(xiàng)目實(shí)施階段，施工隊(duì)的進(jìn)度會(huì)因?yàn)槭褂肂IM而得到顯著提高。

（1）施工監(jiān)測(cè)：所有用于設(shè)計(jì)、施工工藝檢查、材料參數(shù)的信息都能從BIM模型中得到。根據(jù)之前以及建設(shè)期間輸入的信息，用戶可以在任何時(shí)候以一種精確的形式從BIM模型中得到其需要的信息。

（2）人力資源管理和進(jìn)度跟蹤：BIM技術(shù)能夠結(jié)合移動(dòng)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)用于人力資源管理和進(jìn)度跟蹤。所需信息能夠與4D模擬結(jié)合來(lái)協(xié)助決策者跟蹤項(xiàng)目進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)材料。

（3）質(zhì)量保證：BIM提供確保質(zhì)量的設(shè)計(jì)和施工信息。移動(dòng)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)能夠同BIM結(jié)合，通過(guò)網(wǎng)上監(jiān)督、進(jìn)度跟蹤、進(jìn)度檢查來(lái)確?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員實(shí)時(shí)控制施工質(zhì)量。并且借助BIM模型能夠捕獲和管理每一件工作的質(zhì)量檢查清單。

（4）現(xiàn)場(chǎng)安全：BIM能夠通過(guò)虛擬施工平臺(tái)，顯示潛在的安全隱患，同時(shí)也能用于模擬一個(gè)相對(duì)安全的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。

（5）成本控制：5DBIM將成本相關(guān)信息添加到模型中，能夠幫助BIM項(xiàng)目利益持有者跟蹤和預(yù)測(cè)項(xiàng)目任何階段的資金流動(dòng)。如果模型發(fā)生任何變化，也將相應(yīng)更新資金流動(dòng)信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，中國(guó)的城市化發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來(lái)越受到重視。由于城市空間有限，使得城市道路設(shè)計(jì)中對(duì)于空間合理利用成為需要重視的問(wèn)題。BIM技術(shù)應(yīng)用到市政道路工程中會(huì)發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)，更好地促進(jìn)市政道路工程發(fā)展，在未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，要廣泛的應(yīng)用BIM技術(shù)，進(jìn)而更好的推動(dòng)我國(guó)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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