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谈BIM技术在公路工程设计阶段的应用

发表时间：2020/10/23 来源：《基层建设》2020年第19期作者：樊树伟

[导读] 摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展，信息技术日新月异，公路作为一种主要的交通运输通道，对经济的发展起着越来越重要的作用。

        黑龙江省八达路桥建设有限公司黑龙江省 154000
        摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展，信息技术日新月异，公路作为一种主要的交通运输通道，对经济的发展起着越来越重要的作用。公路设计作为公路建设中的一个重要组成部分，我国对公路设计的信息化需求日益增长，采用传统的设计方法已经无法满足当今发展的需要。从BIM技术的概述、应用现状、优势、应用方法等多方面进行了探讨，为公路行业BIM技术从事者提供参考借鉴。
        关键词：BIM技术；公路工程；设计阶段；应用
        引言
        随着BIM技术在交通基础设施行业的不断推广和应用，数字信息化的设计手段充当着更加重要的角色。通过设计阶段BIM技术应用实践经验，分析了在公路工程设计阶段过程中的多层次BIM技术应用，包括BIM+GIS设计应用、基于公路工程的多专业设计校核、构件编码体系及延伸等三个方面辅助和提高设计质量和效率，并对设计阶段全过程BIM技术应用进行总结，以期为公路工程全寿命周期BIM技术应用提供有效数据基础和参考依据。
        1BIM技术在公路工程设计阶段的重要作用
        在公路工程项目设计之初就全线采用BIM技术，完整的通过BIM技术将项目涉及的跨河桥、高边坡、互通式立交通过建模进行呈现。通过运用BIM技术对全线路段工程进行模拟，项目在方案设计阶段就跃然眼前，将项目的策划、设计和施工等多个环节进行整合，清楚地表达出了建设方的修建意图，在设计阶段就为工程的顺利、安全实施提供了技术保障，直接提高了公路设计水平与管理水平，更是将公路设计推进到信息化时代。
        2BIM技术的发展和应用现状
        BIM（BuildingInformationModeling）即建筑信息建模，是基于工程项目的各项数据信息进行模型建立，并通过数字信息仿真建筑的真实信息。通过BIM技术的应用，不仅可以提高建筑的信息化程度，使项目参与方能够很好的交流已达到工作协调，而且BIM技术对于建筑设计和施工的支持，可以大幅减少设计缺陷，从而使建筑工程的质量、进度以及成本等方面都能够显著提高。BIM技术作为一种新型技术产生于19世纪70年代。目前，欧美等发达国家已经得到了很好的应用和推广。但我国对BIM技术的应用起步较晚，人们对BIM技术的了解程度还不够深入，虽然近年来我国也进行了一定的应用并取得了一些成绩，但仍处于摸索阶段，对于在桥梁工程项目上的应用更是少之又少，需要我国桥梁建筑行业不断推广应用，以使我国的桥梁建筑工程行业更好发展。
        3BIM在公路设计阶段的应用分析
        3.1道路建模
        直接利用道路几何设计基础数据和地形数据，构建准确的地面、道路以及桥隧等的三维实体模型，再利用卫星或者航空数字影像进行模型贴图处理后，营造出公路虚拟现实空间。使用BIM软件可以更高效地设计公路模型，例如可以创建更新的交互式平面交叉路口模型。同时可以利用内置的部件（包括行车道、人行道、沟渠和复杂的车道组件），可以根据常用设计规范更迅速的设计环岛，包括交通标识和路面标线等。或者根据设计标准创建自己的部件。使施工图和标注始终处于最新状态，便于设计师集中精力优化设计。强大联动功能，平、立、剖面、明细表双向关联，一处修改，处处更新，自动避免低级错误。
        3.2有利于对公路工程设计进行信息化管理
        BIM技术是信息化技术的优良产物，应用在公路设计之中，推动公路工程管理朝着信息化、现代化的方向深入发展。

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在公路设计阶段，应用BIM技术进行工程三维模型构建，能够及时准确的找出工程设计中存在的问题，完善公路工程设计，提升公路工程设计实用性与可行性，为公路工程施工提供科学有效的指导依据，提升公路工程施工质量。公路工程由于其施工场地、环境的特殊性，在施工中，存在许多不可控因素，设计方案也需随着不同因素的变化而进行修改。一旦发现施工设计与公路工程实际施工所需出现差异，可以直接更改工程三维模型中的相关参数，修改简单，不需要对整个工程设计进行修改，提升工作效率，确保施工进度，从而提升了公路工程整体施工质量。
        3.3施工过程模拟
        公路工程项目因规模庞大、环境复杂以及涉及专业较多等因素，所以在施工设计及施工过程中必须协调好各专业间的影响，合理制定施工计划才能保证整个工程的顺利完成。通过BIM技术的实际应用，可以实现施工过程的模拟。通过在AutodeskNavisWorks中导入不同专业的三维模型和施工计划，系统自动模拟各专业的施工进度，并可以分析各专业相互的配合是否协调，工程施工进度是否合理。通过BIM技术对整个施工规程进行模拟，对公路工程项目的质量进度安全等各个方面都有很大提高。
        3.4碰撞检查优化
        在传统的公路设计中，多是不同专业的设计人员通过比对CAD图纸来实现碰撞检查，如果设计人员的沟通交流不协调，存在碰撞问题未得到有效揭示，在施工过程中就会因为变更，导致造价、工期等要素受到严重影响。冲突检查对于造价控制以及设计质量的提升有着极其重要的现实意义，在设计阶段，应用BIM技术实现有效的碰撞检查极其重要。本工程在设计阶段，通过应用BIM技术来揭示图纸错误，检查各个专业管线的碰撞情况、并得出各个工作面的材料消耗量。
        3.5自动生成施工平面图
        在精确建模的基础上，用Revit建模生成的平立图完全对得起来，图面质量受人的因素影响很小，而对建筑和CAD绘图理解不深的设计师画的平立图可能有很多地方不交接。利用BIM模型可直接输出各种图纸，快捷准确，直接出图，极大的提高了设计效率。AutodeskRevit系列软件构建于Revit平台之上是完整的、针对特定专业的建筑设计和文档系统，支持所有阶段的设计和施工图纸。
        3.6横断面优化
        OpenRoadsDesigner软件横断面涵盖了包括道路、桥梁、隧道的所有构件的参数化设计，在高速公路设计中，通过横断面各部件的几何关系及结构约束条件实现参数化，便于BIM模型的快速生成，同时增树木、栏杆、车辆等三维实体，使设计结果更为真实的展现在设计者和业主面前。另外，将横断面与路基边坡设置不同的边坡约束条件，系统会自动根据数字地形模型选择边坡的形式与比例。
        结语
        综上所述，BIM技术作为新时代建筑行业的重要技术方法之一，对于公路工程建设有着重要的促进作用，广大从业者应对BIM技术的应用方法、应用价值有足够的了解，并在实践中探寻更高效的BIM建模方法，从而为公路工程建设奠定坚实的基础。
        参考文献：
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        ［2］蒋科．BIM技术在公路工程设计阶段中的应用技巧［J］．公路交通技术，2018，34（2）：17-21．
        ［3］杜博英，闫向阳，何涛，等．高速公路全产业链BIM技术架构及应用［J］．中国公路，2017（11）：134-137．
        ［4］金尔仲．BIM技术在市政道路设计中的应用研究［J］．江西建材，2016，42（15）：141-142．