BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用研究

張曉恒

（上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司天津分公司，天津 300450）

BIM技術(shù)最初被提出是在20世紀(jì)70年代，但是當(dāng)時(shí)BIM的提出并沒有受到人們的關(guān)注，應(yīng)用程度不高。在20世紀(jì)90年代，科學(xué)技術(shù)水平在不斷提升，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求也越來越高，隨之社會(huì)開始對(duì)BIM在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用更為重視，并逐漸開始擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，且均發(fā)揮了積極的作用。在初期階段，BIM是指建筑信息建模，而后隨著科技的發(fā)展，BIM技術(shù)開始向工廠信息技術(shù)延伸，具有智能化、數(shù)字化的信息仿真模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)字化的理念。與此同時(shí)，BIM技術(shù)也具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化型的優(yōu)勢(shì)，開始在建筑以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域大放異彩。BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，解決了道路設(shè)計(jì)過程中存在的種種問題，不僅提升了工作效率，且企業(yè)的收益也由此得以提升。

1 BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1 具有很高的可視化程度

在市政道路施工設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠促使道路工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多樣化以及可視化。也就是說，BIM技術(shù)能夠轉(zhuǎn)化二維設(shè)計(jì)為三維設(shè)計(jì)模式，從而形象化、立體化的展示設(shè)計(jì)的畫面。傳統(tǒng)市政道路施工設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案都是通過圖紙進(jìn)行展示，但是圖紙卻無法有效體現(xiàn)設(shè)計(jì)的理念以及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，無法達(dá)到理想的效果。利用BIM技術(shù)就能夠有效串聯(lián)市政道路工程設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而保證各個(gè)結(jié)構(gòu)都能維持穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)市政道路施工設(shè)計(jì)整體化以及可視化。

1.2 具有較強(qiáng)的模擬性

BIM技術(shù)在與現(xiàn)代化數(shù)字模擬仿真系統(tǒng)相結(jié)合使用后，能夠促使道路工程設(shè)計(jì)的操作以及模擬工作更為真實(shí)，并直觀地顯示出設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。例如，BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，就能夠?qū)⒔值酪约敖值乐苓叺木G化、紅綠燈等城市家具顯示出來，從而實(shí)現(xiàn)全真模擬。市政道路模擬效果如圖1所示。

圖1 市政道路模擬效果

1.3 具有一定的優(yōu)化性

BIM技術(shù)具有較高的技術(shù)含量，能夠?qū)κ┕ろ?xiàng)目進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)化。市政道路施工過程中，為保證工程能夠順利完工，就需要對(duì)施工過程中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)以及管理環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠利用相關(guān)信息資料將模型建立起來，從而有效顯示出路面的真實(shí)情況。但是在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中卻無法實(shí)現(xiàn)，如此龐大的系統(tǒng)，在運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)上需要有高科技進(jìn)行支持，且大型設(shè)備超出了普通員工正常的工作額度。面對(duì)此問題，BIM技術(shù)能夠很好地對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，面對(duì)工程量大以及技術(shù)含量高的工程，BIM技術(shù)能夠很好地勝任，在整個(gè)工程建設(shè)過程中起到十分重要的作用，BIM優(yōu)化方案對(duì)比見圖2。

圖2 BIM優(yōu)化方案對(duì)比

1.4 具有很好的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

在市政道路施工中，需要多個(gè)部門之間進(jìn)行友好協(xié)調(diào)，例如，設(shè)計(jì)單位以及業(yè)主、施工單位三者之間就需要做好溝通交流，從而對(duì)市政道路工程的各項(xiàng)工作以及責(zé)任進(jìn)行劃分，更好地完成自身的工作。其中，設(shè)計(jì)以及施工單位從自身角度而言，對(duì)工作都有一定要求，由此，在施工過程中就會(huì)有很對(duì)細(xì)節(jié)問題存在歧義。傳統(tǒng)的市政工程設(shè)計(jì)施工中，如果設(shè)計(jì)單位與施工單位之間存在不同的意見，就會(huì)嚴(yán)重阻礙施工單位的施工進(jìn)度，增加施工成本，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在此過程中應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠有效解決這一問題，BIM技術(shù)能夠全程模擬市政道路施工的整個(gè)過程，并及時(shí)找出其中可能出現(xiàn)的問題，保證在施工前就將施工單位、業(yè)主以及設(shè)計(jì)單位之間的問題解決，制定有效的解決方案，從而保證三者之間能夠達(dá)成共識(shí)，在方案確定后，工程施工就能夠順利地實(shí)施，不僅能夠降低工程施工成本，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)有所提升[1]。

2 市政道路設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用存在的問題

2.1 本地化程度不高

我國(guó)現(xiàn)階段使用的BIM軟件，多借鑒了歐美等國(guó)家的樣例，我國(guó)BIM技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間較短，還沒有形成規(guī)范的圖集，且當(dāng)前我國(guó)開發(fā)的BIM技術(shù)較為簡(jiǎn)單，用戶體驗(yàn)較差，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)情況都是依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)完成工作[2]。

2.2 行業(yè)沒有給予足夠的重視

當(dāng)前階段，我國(guó)國(guó)內(nèi)BIM 技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，且受到了大眾的普遍關(guān)注。但是，多數(shù)應(yīng)用者對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)僅局限在REVIT系列建筑類設(shè)計(jì)軟件，BIM在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用很少被提及，這與同款軟件本地化程度應(yīng)用欠缺存在一定必然聯(lián)系，同時(shí)也會(huì)受到同行業(yè)重視程度以及開放程度的影響[3]。

3 市政道路工程施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 處理地形圖

設(shè)計(jì)市政道路工程過程中，重點(diǎn)需要做好勘探工作，從而保證工程施工能夠順利進(jìn)行。在勘探過程中，一般設(shè)計(jì)單位會(huì)使用二維或者三維地形圖進(jìn)行參考，二維地形圖需要將真實(shí)高程設(shè)置為0，而后利用數(shù)字顯示地形的高度。三維地形圖在顯示實(shí)際地形高程時(shí)主要利用標(biāo)注高程點(diǎn)方式。在三維地形圖中，采用Z坐標(biāo)土塊顯示高層點(diǎn)，也就是說，在創(chuàng)建曲面時(shí)，需要采用標(biāo)注高程點(diǎn)方式。在標(biāo)注過程中，首先，需要將圖層管理器打開，反向選擇除高程點(diǎn)以外的其他圖層，選擇后進(jìn)行凍結(jié)；而后，打開創(chuàng)建曲面工具，選擇合適的名稱、圖層以及曲面工具，點(diǎn)擊曲面樹形菜單，在定義工具框中選擇“塊”選項(xiàng)；最后，利用框選的形式對(duì)高程點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注[4]。

3.2 設(shè)計(jì)道路縱斷面

應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效設(shè)計(jì)道路縱斷面，在設(shè)計(jì)過程中，首先需要打開軟件，制定好原地面線文件，將原地面線做出來，而后在此基礎(chǔ)上將拉坡線制定出來。拉坡線設(shè)計(jì)時(shí)，為有效提升設(shè)計(jì)水平，就需要有效優(yōu)化以及挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)工作。首先，可以將與拉坡線有關(guān)的文件進(jìn)行儲(chǔ)存，放置在豎曲線設(shè)計(jì)文件中，同時(shí)與原地面線以及其他資料結(jié)合查看，更好地繪制出縱斷面設(shè)計(jì)圖[5]。

3.3 設(shè)計(jì)市政道路橫斷面

橫斷面設(shè)計(jì)在道路工程設(shè)計(jì)中較為重要，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用多種輔助部件。首先，需要?jiǎng)?chuàng)建道路橫斷面，并重新命名，而后將帶有圓形標(biāo)記的豎線插入到任意區(qū)域，此條豎線就是裝配圖的基準(zhǔn)線。完成上述操作后，就需要根據(jù)道路橫斷面設(shè)計(jì)圖以及實(shí)際工程需要加入其他的裝配圖。

3.4 繪制道路中心線

設(shè)計(jì)市政道路施工時(shí)，最為重要的步驟就是繪制道路中心線。在繪制過程中，需要綜合考慮多種因素，從而促使道路中心線設(shè)計(jì)能力得到有效提升。在實(shí)際繪制時(shí)，首先需要規(guī)劃好道路的整體情況，從而保證中心線能夠準(zhǔn)確地插入已經(jīng)繪制完成的三維地形圖中。而后，需要轉(zhuǎn)移中心線，使其能夠在三維地形圖中轉(zhuǎn)化為多段線。以上繪制工作完成后，需要選中道路中心線，并在對(duì)話框中將線路的名稱輸入進(jìn)去，中心線的繪制工作才算完成。最后，將所有設(shè)計(jì)信息、結(jié)構(gòu)形式與周邊環(huán)境進(jìn)行整合，完成最終的設(shè)計(jì)方案，如圖3所示。

圖3 市政道路BIM設(shè)計(jì)效果圖

4 結(jié)語(yǔ)

綜合分析可知，在市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，有效替代了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，對(duì)于市政道路設(shè)計(jì)優(yōu)化有一定積極意義，在提升工程質(zhì)量的同時(shí)，也規(guī)避了重新設(shè)計(jì)造成的損失，市政道路設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性更高。文章針對(duì)BIM的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用問題以及具體應(yīng)用進(jìn)行詳述，希望為BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供具有價(jià)值的參考，進(jìn)而全面提升工程的總體質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，打造大眾信賴的市政工程。