BIM技术在市政道路设计中的应用王昌东--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

BIM技术在市政道路设计中的应用王昌东

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王昌东

[导读] 摘要：市政道路设计利用计算机软件是一个必然的发展趋势，计算机的应用便于绘制图纸和计算有关数据。

        昆明市政工程设计科学研究院有限公司 650000
        摘要：市政道路设计利用计算机软件是一个必然的发展趋势，计算机的应用便于绘制图纸和计算有关数据。我国建筑业自从应用BIM技术后产生了新的活力，利用BIM技术设计建筑模型，不只获取了道路周期的数据，还可以迅速构建有关技术模型。
        关键词：BIM技术；市政道路设计；应用
        引言：
        当前，我国的各种基础设施建设相对完善，不仅停留在目前的基础设施建设现状中，一部分工程还正在建设，并且采取了一部分高新技术，一定程度提高了施工水平。在市政道路建设中，大多数工程应用了BIM技术，取得了较好的效果，因此有必要在建设中引入BIM技术。
        一、BIM技术基本内涵
        BIM技术是指用计算机对工程实行三维建模，BIM技术在搜集整理建筑信息数据的过程中建设模型，对工程各方面状况客观反映，完成精细化设计。与其他技术比较，BIM技术特点显著，具体包括以下几个方面。（1）可视化。在市政道路设计中可视化发挥了重要的意义。市政道路设计借助BIM技术设计可视化的思路，得到三维立体模型。一部分设计人员设计市政道路时，在完成的图像中表达设计理念，虽然利用该方式得到的设计图，是由二维设计信息制作的，却无法结合有关道路数据自主完成；而BIM技术可视化特征有效联系了市政道路设计的各个构成部件，保证信息反馈的可视性。（2）协调性。市政道路工程施工中，在设计单位、施工单位和业主之间需要保持协调性。由于各个单位的不同意见，建设道路工程容易更改设计图，有必要实行合理补救，避免中断工程施工。市政道路施工应用BIM技术有效解决了这部分问题，BIM技术协调市政道路设计环节的各个关系，进一步产生一种共识，保证工作效率。（3）模拟性。将BIM技术的智能化、数字化的信息仿真模拟系统引入市政道路设计，对其仿真模拟，科学展示模拟的市政道路模型。（4）优化性。市政道路的设计、施工、管理过程都在不断优化。虽然BIM技术与市政道路设计优化不存在必然的联系，但在市政道路设计时利用BIM技术对实现优化。信息、时间和复杂程度均可影响道路优化程度，具体分析，准确的信息决定了优化的合理性，而道路设计利用BIM技术获得准确的信息；此外，复杂的设计也要利用BIM技术优化技术设备。
        二、BIM技术在市政道路设计中应用的优势
        （一）信息化的功能
        BIM技术相较于传统软件，其突出了信息化的特点，BIM信息模型在市政道路工程中全面展示所有信息。另外，把BIM建筑模型看作信息库，向用户及时准确传递重要的信息，有利于用户详尽掌握道路工程的实际状况。设计方案有时需要修改清单报表，此时通过BIM信息库与BIM技术修改对应信息，不仅节省了人力和时间，还提高了设计的准确性。
        （二）精确计算工程量
        传统设计模型中计算市政道路工程量一般采用断面法。当某些地区地形崎岖或道路平面线形结构复杂时增加了计算的误差率，一般通过施工图纸与实际经验对管线工程与构筑物的工程量实现估算，容易出现误差。在计算道路工程量时引入BIM技术，精确计算每个子模块的几何数据，进一步按路基设计曲线和地形曲线计算工程量，无需人工操作即可以保存全部BIM模型。
        （三）优化市政道路工程设计
        在设计市政道路时利用BIM信息技术，完善了市政道路设计方案、施工人员与运营状况，并有效联系了优化的结果、信息的复杂度，获得准确的道路工程信息。基于市政道路工程施工的复杂状况，BIM本身配备相关的工具与科技手段，进一步全方位优化了市政道路工程。另外，高度联系的项目设计与投资回报，精确把握原来设计变化与投资回报间的关系。
        三、BIM技术理念在道路设计中的应用
        （一）传统市政道路设计流程
        在BIM技术无法广泛应用时，CAD软件是市政道路设计的主要手段，具体流程如下：

                      图1 市政道路设计流程
        （二）BIM技术在市政道路设计中的应用
        1.BIM平台选择
        市政道路工程项目比较复杂，故在勘察设计阶段利用BIM技术无法仅凭借一个软件完成复杂的操作，必须配合使用各种软件，见图1。同时BIM建模软件的数据接口存在开放性，有效输入输出数据，保证其它软件由三维模型获取信息，进一步强调了模型信息的可重复使用性。
        选择BIM软件平台，必然使用建模软件，大多数BIM建模软件有相应的辅助软件或插件。当前工程项目建设一般采用Autodesk和Bentley公司提供的BIM技术平台。有关研究说明，国内目前大规模应用的系统软件为Autodesk，其应用比较广泛、操作界面简洁，同时可以应用程序语言二次开发。因此，选择Autodesk平台设计市政道路的三维地质建模。同时，市政道路工程特殊，它不只是道路工程，还是建筑物，故要选择一款适合的软件。其中Revit软件一般用于房屋设计，Civil3D软件用于交通项目施工设计，因此市政道路设计建模时采取Civil3D软件。

                                    图2 BIM平台
        2.BIM在道路设计的实现方式
        选择BIM软件后，结合软件交互信息的功能设计道路，具体流程如下：

                        图3 道路设计流程
        3.地形图处理应用
        设计市政道路工程图纸时，首先全面勘察现实施工区域状况，准确设计图纸。勘察中一般结合二维与三维的方式进行记录，且在设计中整合全部的信息。设计二维地图时设计高程为0，以数字形式对地形高度记录，设计三维地图时采取标准高程点的方式，即把Z坐标设置为高程点，围绕坐标中心记录数据。同时，利用反向模式记录高程点附近的图层，单击曲面树形菜单，结合高程点位选择框选标准。
        4.中心线绘制应用
        在BIM技术中最重要的内容即中心线绘制，其为整个各种数据信息奠定了基础，但很多因素都会影响道路BIM信息设计。同时，各方面控制因素也会限制中心线绘制，在现实操作中整合数据信息，结合实际情况建立数据信息模型，提高BIM数据模型的准确性。另外，采取BIM技术整合中心线图层与三维图层，使两种图层的信息彼此转换，在这个转换过程中优先转换中心线，在软件内输入转换的多线段，形成对应数据信息的线路，最后录入创建线路的名字，结束市政道路设计中应用中心线的工作。
        5.横断面设计
        在设计市政道路横断面时应用BIM技术，首先在模型内输入实际勘测路面的信息，结合位置特点校准数据信息，从而精确反映道路施工区域的原来面貌，这个环节的道路横断面建模即设计道路装配图，实际操作过程：（1）选中软件的道路菜单，结合装配需求建立指令，并且根据道路实际信息对指令命名；（2）将基准线插入数据模型，检验数据信息的准确性，有效融合中心线与三维图层，进一步设计市政道路的中心线；（3）在道路选择菜单中选中工具面板，结合数据信息和图层对道路实现装配，优先装配横断面，结合设计图纸提供的数据实现模拟仿真，这个过程需联系实际情况调整数据，保证图纸的精确性。
        6.纵断面设计应用
        在设计市政道路纵断面时应用BIM技术，通过软件模拟道路周围信息，如此增强了BIM数据模型的效果，提高数据信息的清晰度，实际操作：（1）分析地面原数据，基于原地面模型绘制坡线，在横断面设计数据结果的基础上实现优化调整，令其达到市政道路设计标准；（2）绘制拉坡线时对其反复调整，在原地面数据内避免拉坡线数据与重新绘制的拉坡线数据发生变化，形成道路工程的纵断面设计图纸；（3）设计曲面信息时结合纵断面数据模型建立全新指令，确保地面线可以自行修复；（4）根据原定布局形式对纵断面进行绘制，从而设计拉坡线；（5）设计市政道路纵断面并调整有关参数。
        结束语：
        综上所述，BIM技术体现出创新特点，可结合市政道路有关数据建立三维模型，提高了道路设计的准确性。在市政道路设计这种技术发挥了重要的作用，有关部门必须高度关注这个问题，增加资源投入提高BIM技术的应用效率。有关部门应实行BIM技术标准创建，凭借科学的标准保证BIM技术的应用效果。
        参考文献：
        [1]刘胜.BIM 技术在市政道路设计中的应用与指导价值[J].工程技术研究，2017（08）：193，209.
        [2]马鹏玮，唐小亮.BIM 技术在市政道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（20）：28，30.