BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與指導(dǎo)價(jià)值

杜玉龍

【摘 要】首先對BIM進(jìn)行了簡單的介紹，BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有3D參數(shù)化、信息化、完整性、開放交互性特點(diǎn)。通過舉例證明BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)勢，為項(xiàng)目設(shè)計(jì)中提供了強(qiáng)大的分析能力、精準(zhǔn)的計(jì)算能力、在工作中的協(xié)同能力，最后敘述了BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中凸顯了它自身無論在繪圖還是道路設(shè)計(jì)或者道路模擬中有著強(qiáng)大的應(yīng)用價(jià)值。證實(shí)BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；市政道路；設(shè)計(jì)

BIM簡單來說就是一種建筑信息的模型，可以將工程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為模型，之后借助仿真技術(shù)對施工項(xiàng)目的實(shí)際情況真實(shí)的模擬出來。BIM技術(shù)具有可視化、模擬性強(qiáng)等優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用在市政道路的設(shè)計(jì)中，可以對設(shè)計(jì)工作的各環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)，提高設(shè)計(jì)的精確度。各設(shè)計(jì)單位及工作人員要加強(qiáng)對BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高市政道路設(shè)計(jì)的水平。

1BIM的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

1975年，Dr.ChuckEastman首先提出這一理念，到1992年，VanNederveen在前人基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善，提出BuildingInformationModel（建筑信息模型）的概念，到1999年，托爾曼教授進(jìn)一步完善，并命名為BuildingInformationModeling，也就是今天的BIM。

BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用的比例已經(jīng)高達(dá)75%，另一方面，美國對一些重大工程，要求必須使用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)；2015年，歐洲指定了2016年使用BIM的最低要求；日本則把BIM的推廣列入國家發(fā)展計(jì)劃中；其他亞洲國家對BIM的應(yīng)用也較為成熟。

BIM最初應(yīng)用于建筑工程中，并取得了不錯的效果，直到2010年，首次嘗試用BIM解決道路問題，該項(xiàng)目位于舊金山，歐萊克公司利用BIM對該工程進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)和施工，取得較好的成果。我國港臺地區(qū)，也做過相關(guān)工作，香港多座地鐵車站在設(shè)計(jì)階段采用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)，臺北的捷運(yùn)萬大線，其各個標(biāo)段均采用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工過程模擬，同時也應(yīng)用到運(yùn)營維護(hù)階段。

我國大陸的BIM起步較晚，但是近幾年，在政府以及行業(yè)的推動下，掀起學(xué)習(xí)BIM技術(shù)的一股熱潮，并且取得了不凡的成績。2013年，國家首部BIM標(biāo)準(zhǔn)開始向各界征求建議。2007年，清華大學(xué)利用BIM技術(shù)，對奧運(yùn)會的3個會場的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

道路工程是線形工程，與建筑相比，所面對的因素更加復(fù)雜，BIM推廣應(yīng)用也更加復(fù)雜，目前，BIM對于道路工程的應(yīng)用還不夠成熟，即使使用BIM進(jìn)行建模分析，也多是對部分工程，比如橋梁或者部分路面工程進(jìn)行BIM建模分析。

2BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢分析

現(xiàn)階段來說計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展和廣泛應(yīng)用為市政道路設(shè)計(jì)提供了多樣化方法，為城市化建設(shè)進(jìn)程創(chuàng)造了巨大價(jià)值，但一些技術(shù)仍有待于優(yōu)化。筆者根據(jù)相關(guān)實(shí)際工作設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合文獻(xiàn)資料后對BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢進(jìn)行分析。

2.1具有明確的設(shè)計(jì)意圖

傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計(jì)多是采用CAD制圖的設(shè)計(jì)方法，該方法能夠通過點(diǎn)面線的形式構(gòu)建二維成果，但是，市政道路設(shè)計(jì)成果在應(yīng)用于實(shí)際施工中需要二維模擬和三維參數(shù)進(jìn)行對比分析，然后才能有效的指導(dǎo)施工作業(yè)，致使CAD設(shè)計(jì)技術(shù)和實(shí)際道路施工需求存在偏差。在采用BIM技術(shù)后相關(guān)的設(shè)計(jì)人員能夠通過計(jì)算機(jī)軟件建立更為直觀的三維模擬模型，更加具體的展示設(shè)計(jì)意圖。

2.2高度模擬與快速分析

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在市政道路設(shè)計(jì)過程中就能夠通過相應(yīng)的三維模型對項(xiàng)目實(shí)施完成后的效果進(jìn)行了解，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中存在的不足，總結(jié)分析后進(jìn)行優(yōu)化完善，相對于其他設(shè)計(jì)技術(shù)來說，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高度模擬和快速分析。通過BIM技術(shù)對施工效果與質(zhì)量分析，能夠有效降低后續(xù)的設(shè)計(jì)變更。市政建設(shè)部門也能通過效果預(yù)測提升滿意程度，更好的對其他的規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，切實(shí)降低項(xiàng)目建設(shè)成本。并且BIM技術(shù)具備數(shù)據(jù)豐富的信息數(shù)據(jù)庫，在設(shè)計(jì)完成后能夠?qū)崿F(xiàn)高效的技術(shù)交底。

2.3數(shù)據(jù)計(jì)算更加精確

傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計(jì)一般會采用斷面法來對工程填挖方數(shù)量等工程量進(jìn)行估算，這種計(jì)算方法在項(xiàng)目環(huán)境相對簡單的區(qū)域來說較為適用，但是如果應(yīng)用于山地城市或是地形變化較大的區(qū)域來說，難以收集較為精確的數(shù)據(jù)。通過運(yùn)用BIM技術(shù)能夠構(gòu)建更為準(zhǔn)確的數(shù)字模型，對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行有精確采集分析，對市政道路設(shè)計(jì)指標(biāo)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算，BIM利用信息化計(jì)算方式有效優(yōu)化了人工記錄的弊端，既保證了數(shù)據(jù)精確性，又提高了工作效率。

2.4可視化優(yōu)勢分析

目前來說基于BIM技術(shù)基礎(chǔ)上的各類軟件被廣泛應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)，相對于CAD的點(diǎn)面線技術(shù)的局限性，諸如Roadleader、Revit、Powercivil等BIM軟件能夠以三維模型建立更為形象的道路三維模型，業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各方均可對道路設(shè)計(jì)情況進(jìn)行細(xì)致了解，通過BIM技術(shù)的可視化優(yōu)勢，能夠?yàn)楹罄m(xù)的道路施工環(huán)節(jié)提供科學(xué)高效的指導(dǎo)。

3問題與建議

3.1BIM在道路設(shè)計(jì)中遇到的問題

BIM在實(shí)際操作過程中存在一些問題，最嚴(yán)重的是本土化支持不夠完美，比如模型的重復(fù)使用問題。目前由于輔助分析軟件開發(fā)不到位，尚不能做到模型的重復(fù)使用，每次都需要建立新的模型，工作量較大，設(shè)計(jì)師如果需要進(jìn)行擋土墻驗(yàn)算、橋梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時，需要重新建立模型，重復(fù)建模，使得工作量和設(shè)計(jì)成本的倍增，得不到預(yù)期的效果。

另一方面，行業(yè)中尚未制定標(biāo)準(zhǔn)，無法對設(shè)計(jì)成果進(jìn)行評判；另一方面，BIM不能輸出二維設(shè)計(jì)圖紙，使得其應(yīng)用受到限制。

3.2BIM應(yīng)用的建議

1）制定行業(yè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及成果提交標(biāo)準(zhǔn)，對BIM成果可以量化評價(jià)，還要從根本上舍棄舊的成果提交模式，即二維設(shè)計(jì)圖表，進(jìn)而確立基于BIM設(shè)計(jì)成果的提新模式，既符合信息化時代的要求，也能做到實(shí)時對比。

2）加大開發(fā)相關(guān)輔助軟件的支持力度，不斷開發(fā)輔助軟件，實(shí)現(xiàn)一次建模，多次使用，避免重復(fù)建模增加工作量。

3）通過示范性工程，推廣BIM。從國家層面，對幾個工程用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)，并與傳統(tǒng)方式進(jìn)行對比，突出BIM的優(yōu)勢，使全行業(yè)認(rèn)識到BIM技術(shù)應(yīng)用到市政道路工程中所帶來的效益，進(jìn)而推廣BIM在全行業(yè)的應(yīng)用；另一方面，開展相關(guān)的培訓(xùn)，把BIM技術(shù)從研究嘗試的階段，推廣到全行業(yè)。

結(jié)語

綜上所述，市政道路的建設(shè)是我國城市化進(jìn)程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)道路的設(shè)計(jì)工作，對國家道路質(zhì)量及安全性的提升都具有重要意義。時代的發(fā)展對道路設(shè)計(jì)的相關(guān)工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式及設(shè)計(jì)軟件已難以適應(yīng)道路建設(shè)發(fā)展的趨勢。各施工單位及設(shè)計(jì)人員要正確認(rèn)識BIM技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢，將其應(yīng)用在市政道路設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)中，從而提高市政道路的設(shè)計(jì)及建設(shè)水平，為我國的城市化建設(shè)助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]涂勇峰，許驍.BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2018（08）：250～251.

[2]張成彬.淺談BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016（43）：253～254.

（作者單位：天津市德文建筑設(shè)計(jì)有限公司）