摘要:我国社会经济快速发展,城市化建设进程稳步推进,市政设计行业也逐渐走向现代化设计流程。现阶段来说,BIM技术在建筑领域得到了广泛的应用。市政道路设计所涉及内容逐渐增多,对于市政道路设计的整体质量具有关键性影响,建筑企业应当结合当前形势下的城市道路建设状况,加强对BIM技术的推广应用,提升市政道路设计的科学性和准确性,全面推动城市化发展建设进程。
关键词:BIM技术;道路工程;设计阶段;应用
一、BIM技术在道路工程设计中的应用特点分析
1、可视化
可视化属于BIM技术在应用中最基础的特征之一,通过BIM技术可以使工程建设过程及建设成果达到可视化的效果,此种由二维转为三维的设计模式使得道路工程设计效果得到进一步提升。这种技术的可视化是将专门的图形来通过具体的形式来展现,它是通过设计专业人员提供的具体数据来自动生成的,从而在人的视觉范围内形成一种视觉性的反馈,用这个来建造道路形状的模型,是一种可视化的展现。
2、协调性
在市政道路的建设中传统的设计方法在部门协调中存在着一定的缺陷和不足,它往往是在建设过程中出现故障或问题,才作出相应的补救措施。但是,BIM技术完全可以解决这项问题,它在建设运营的过程中就对各个部门或者各方面可能出现的问题进行协调,并形成相应的协调数据,这在市政道路建设中不仅可以解决专业方面的问题,也可以是各个部门更好更协调的运作。
3、模拟性
由于BIM技术是通过数据而自动形成的图形,因此它可以对市政道路建设的模型进行模拟,它不仅可以设计出各种形状的模拟图形,而且更加可以对真实状态下的道路进行模拟,这不仅可以减少很多人力去勘探,也可以节省一些不必要的时间,大大提高了市政道路建设的时效性。
二、BIM技术背景
道路在满足通行的基本功能基础上,随着社会发展、科学技术进步,承载了越来越多的功能。城市道路的地下天然气管道、给水管道、排水管道伴行;公路以人为本服务功能更加突出,休息区、服务区、观景台的设置在长途公路中越来越完善。道路承载的内涵,有交通运输、环境保护、经济带动、科学技术传递、人文思想传播等等。纵观道路建设发展史,筑路材料从早期的砂石、木材等自然界存在的天然物资到现在的沥青混凝土、钢材等加工材料,勘察设计手段从早期的经验传授到仪器勘探、精密测量,绘图工具从手工绘图到计算机辅助绘图,建设施工手段从早期的人力畜力施工到大量采用机械施工,都是社会生产力发展到一定水平的必然结果。从最早的只能通行的路到能走车,再到要求安全经济美观,是适应社会经济发展的需要的。生产力提高了,生产者的劳动技能,劳动对象,劳动工具都随着生产力的发展而不断更新。从仅靠经验指导、手工制图,到计算机辅助绘图,都是适应当时的生产力发展水平和社会经济需要的。科技发展带来了巨大的技术变革:可视化与量化分析;内业工作模式升级;实景建模,提前量化工程实体,构思、计算、设计绘图。现在的BIM平台,同样也是生产力发展到一定程度的必然产物,是适应当前经济发展水平的必然需要。
三、BIM技术发展
道路工程涉及的专业繁多,形成了各专业间分工合作及互相协调的特点,几十年来并没有因为计算工具的发展和应用软件升级而改变。随着BIM技术的积极采用,现在特有的道路工程管理方式也将会发生变化,将个人完成任务与信息模型技术结合,设立任务信息模型,现有的技术人员将转型至BIM团队。现今,道路工程建设各阶段的专业应用软件基础很好,在已有的专业功能、标准和规范集成、软件架构以及操作习惯上,可以进行BIM能力改造提升,形成任务信息模型应用软件。工程建设数字计算及计算机应用技术发展可分为三个历程,即人工时代、键盘时代和集成时代。在人工时代,从算盘、计算尺到计算器,依靠计算工具帮助工程技术人员提高工作质量与效率;在键盘时代,从计算机辅助绘图、计算机辅助设计到三维数字软件,依靠人的思维固化于计算机中的软件帮助工程技术人员提高工作质量与效率;目前我们将在计算机科学技术不断提升的同时,利用BIM理念、软件平台,集合道路工程建设各阶段工程技术人员的任务分工,提高工作质量与效率,努力实现集成时代。BIM平台作为一种生产工具、劳动资料,能够服务并促进生产力的发展。生产工具从侧面反映生产力水平。
劳动资料作为构成生产力的基本要素,是社会发展的内在动力基础。建筑信息模型(BuildingInformationModeling)或者建筑信息管理(BuildingInformationManagement)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。将建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方在同一平台上,共享同一建筑信息模型,利于项目可视化、精细化建造。在建设工程及设施全生命期内,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。可划分为策划与规划、勘察与设计、施工与监理、运行与维护、改造与拆除五个阶段。
四、BIM技术在市政道路工程设计中的创新应用分析
1、地形图的处理
勘察测量单位提供的地形图分为三维地形图和二维地形图两种,三维地形图中的高程点的标高和实际标高是相等的,二维地形图中高程点的实际高程为零,在高程点的旁边标注数字。三维地形图的高程点都是带有z坐标的图块,具体的软件操作如下:找开图形管理器,反选高程点以外的图层并冻结,点击曲面菜单下的“创建曲面”命令,在对话框中选择图层、名称和曲面类型,并确定,然后点击工具空间的“曲面树形”菜单,打开定义工具栏,添加图形对象,在对话框中选择“块”并确定,选定所有的高程点确认,至此曲面创建完成,用查看器查看创建的曲面。
2、道路的中心线设计
进行市政道路设计,首无要确定道路中心线的位置,设计人员要综合考虑各种控制要素,拟合规划确定的线位,按照规范的要求调整圆曲线的半径、长度等曲线要素。具体的操作步骤如下:将确定好的中心线插入地形图,将道路中心线转换为多段线,单击路线菜单下的“从多段线创建路线”,选择道路中心线,在对话框中输人路线的名称,选择确定路线的样式和标签集。
3、道路纵断面的设计
最常用的市政道路设计软件的纵断面设计,设计流程是:编制原地面线文件,生成原地面线,在原地面线上绘制拉坡线,对拉坡线进行调整直到符合设计要求,将拉坡线存储为竖曲线设计文件,调用原地面线文件、竖曲线文件生成道路纵断面设计图。Civil3D采用三维地形设计,通过“从曲面创建纵断面”命令生成地面线。当需要修改道路中心线时,会自动进行地面线的更新。纵断面的设计完成之后,自动生成的坚曲线、坡度、坡长等指标可以随时查看,如果发现有不符合规范的设计,在布局对话框中点边坡点,修改边坡点的桩号、标高、竖曲线半径、坡度等参数。
4、市政道路的横断面设计
道路横断面设计是创建道路装配图的过程,要选用合适的部件来完成道路的装配,这样可以精确的反应道路模型。具体的操作流程如下:点击“道路”菜单,选择“创建装配”命令,输入装配名称确定,在任意点单击鼠标,插入一个中间带有圆形标记的竖线,这条竖线是装配图的基准线,也是道路的中心线。选择道路菜单下的“部件工具板选项板”,利用系统的部件完成装配图。先装配横断面,再根据设计的需要添加其他装配图,道路模型可以任意选择装配的类型或者修改装配部件的参数,并可以随时更新。
结束语
贯穿在道路工程整个生命周期中,使设计、建造,维护等大量信息保存在BIM中,得以重复、便捷地使用。现阶段道路设计中需培养一大批既懂得科技和管理,还懂得经营的复合型人才。道路,一个实体;BIM一个通过计算机科学实现的虚拟平台,更好的实现道路承载的实体功能。通过BIM平台,工程人员使用先进的劳动工具,提高道路工程规划、设计、施工、运营管理效率,促进生产力发展。
参考文献
[1]余萌.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].四川建材,2016,42(2):149-151.
[2]吴建.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].智能城市,2016,42(5):00063-00063.