杜青
聊城市公路事业发展中心东昌府公路事业发展中心 山东聊城 252000
摘要：公路工程是国家的基础建设，随着国家对公路工程的整体质量要求的提高，BIM技术逐渐兴起，但我国BIM技术在公路工程中的应用较少，相关理论依据较少。
关键词：BIM技术；公路工程；设计阶段；应用
引言
BIM(BuildingInformationModeling)技术是一种通过三维模型携带大量数据信息并传递运用在工程建设全项目周期的新型信息化技术，是对工程建设项目各阶段物理特征和功能特性的数字化表达，具有以数据为中心的全生命周期理念特性。BIM技术运用体系在建筑等行业已经十分完善，而在公路工程行业仍然处于初期发展阶段。
1BIM技术在公路工程设计中的优点
公路工程的信息量巨大，复杂构件较多，涵盖各种复杂类型，影响范围广泛，沿线控制因素众多，线路方案设计及比选较为困难，关键技术节点难以把控。而BIM技术可以将所有信息整合在一个建筑信息模型上，将完整的设计方案展示出来，辅助设计，同时使各设计部门的交流沟通更为便捷。
1.1可视化
BIM建筑信息模型，能够将所有的构件信息以一种三维图纸的方式展现出来，辅助各设计部门，使项目的设计及沟通交流在完全可视化的状态下进行。真实模拟公路设计阶段的桥梁形式、隧道断面、综合管廊、行车道组成、灯光配合，能够体现重点，加快设计部门解决问题的速度，使设计更为直观，达到所见即所得的效果。
1.2协调性
传统二维图纸难以展现设计的全部信息，专业与专业之间沟通交流较为困难。利用BIM建筑信息模型的协调性优点，在设计前期的阶段将不同专业的设计内容放入同一个信息模型，进行建筑物、钢筋、管廊的碰撞检测，优化净空、优化设计，将设计中隐患的问题暴露出来，减少在后续施工阶段可能存在的各种损失及返工情况，同时也提高了专业与专业之间、设计方与业主之间沟通的能力。
1.3模拟性
公路工程大多较为复杂，施工进度难以把控。利用BIM技术强大的模拟性，在设计阶段进行施工组织设计，再加上时间维度的规划，通过协同工作平台，使后续的管理更为直观，随时随地将施工计划与实际进展相对比。对于工程中的复杂项目或施工过程中遇到的困难，利用BIM技术进行虚拟施工，现场预演，使现场施工人员能够对工程更为了解，提升施工质量，大大减少安全问题。
1.4优化性
根据公路工程线路较长，地形复杂，涉及桥梁隧道较多等特点，利用BIM强大的设计分析功能，制作数字地形模型（DTM），对设计线路进行平、纵、横断面优化，参数化横断面与数字地形模型相关联，自动识别填挖方放坡，实时更新工程量，使设计人员更了解每个方案所涉及的所有影响因素，达到最优选线的目的。
2BIM技术在我国公路工程设计中的应用现状
现阶段我国的公路工程修建受到地理环境的影响越发严重，尤其是在我国中西部山区，受交通影响，经济发展缓慢，不利于国家经济政策的落实，为了促进落后地区的经济发展，国家调拨了大量的人财物力投入到这些偏远地区的公路修建上，受地形地势以及气候的影响，工程方案设计难度非常高，而BIM技术在公路工程领域的应用，让公路工程方案设计变得更加简单明了。虽然目前我国公路工程设计领域对BIM技术的应用仍然达不到建筑领域的BIM技术应用水平，但是随着时间的推移，BIM技术在公路工程设计方面进行突破性的技术创新是必然的。
3设计阶段BIM技术应用
3.1BIM+GIS设计应用
公路工程设计对地形地貌原始数据的依赖性很高，在传统二维设计模式中，对于长线条带宽的公路设计，则需要通过委托测绘局进行实地测绘，利用大量测绘点绘制成地形图，设计时对设计人员空间想象及理解能力要求高，设计质量难以得到保证，同时涉及到大面积拆迁征地时，会产生许多不可控影响。而且在设计环境条件复杂时，需要设计人员长时间在外进行野外勘察，根据实际项目需求在设计阶段需要出勘数次，极大地影响了设计进程和效率。
3.2基于公路工程的多专业设计校核
在公路工程设计中会涉及到道路、桥梁、涵洞、隧道等多个专业设计，专业繁多且不同的公路工程项目所含设计专业也不尽相同，在传统设计模式下无论是三阶段设计过程中还是在设计阶段结束后都存在繁杂的设计改动和变更，流程复杂繁琐，影响设计效率和质量。在设计阶段中很多相关专业设计只能通过经验和预估设想进行设计，道路边坡填挖方、桥梁构件埋深、涵洞设计标高和底标高、改路改沟接线位置及方向、路面高程等等都难以精确化定位，在现场施工时对实际地形还存在不可确定性的平整和因地制宜性的选择，同时在多专业设计协调时会存在设计差异。因此在设计阶段进行专业的设计校核具有重要意义，可以提前发现和避免大量设计过程中出现的设计问题。
3.3构件编码体系应用及延伸
基于全寿命周期BIM技术应用背景下，三维数据模型从设计到施工再至运维阶段，模型数据信息的传递、构件信息的继承使用则成为衔接各阶段BIM技术应用尤为重要的途径，因此需要在设计阶段进行详尽的工程构件信息分类及构件编码。这种体系应用不仅可以在各个阶段将所有几何模型信息、功能要求和性能表达，更是一个创建、存储、管理及应用数据信息的过程。现阶段公路工程构件编码体系国内外均很粗泛，根据公路工程项目的特殊性，并参照铁路构件编码规范自主进行构件信息分类和编码。BIM三维模型由诸多构件组成，而构件作为组成BIM模型的基本单位，在储存和调用模型构件信息时，就必须通过构件编码进行区别与索引。在项目设计阶段中，通过三维模型建立过程中对每一个构件赋予唯一的构件编码，相关专业人员可通过构件编码对所需构件信息进行直接调取，在项目工程量统计估算时，根据不同的构件分类迅速对三维模型工程净量进行自动统计对比，提高估算的准确度。同时也方便了在后期快速发现、查找和定位设计错误或者需要设计修改的工程构件。在构件加工阶段，利用每个单体构件上的编码可以为生产厂商提供每一个构件的详细信息，极大地降低了数据传递过程中的丢失和错误，方便构件的实时管理和查询。在项目施工阶段，施工管理人员可以对实际施工情况进行实时把控，直观地观察到施工计划的进度偏差，能够及时采取措施并对施工进度计划进行调整或重置。在项目运维阶段，可以实现信息化的运维管理，当构件寿命、预设维护和更换时间等相关指标达到期限时，会自动提醒业主进行构件检查和维护，并把相关运维信息再记录进去，实现数据信息的保存和再次利用。构件编码体系的应用是为全寿命周期BIM技术应用各阶段提供服务，其数据信息基础起于设计阶段，因此在设计阶段做好构件信息分类和编码具有重大意义。
结语
公路工程的修建是直接关系国计民生的重要工程，BIM技术的引进，让公路工程设计更直观，缩短了公路工程项目的设计周期。是走在时代前沿的高水平技术，BIM技术在公路工程设计阶段的应用直接简化方案设计流程，缩短了方案设计时间，为促进我国公路网建设起到了巨大的积极作用。
参考文献
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