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摘要：近年来，BIM技术在工程领域受到高度关注和积极的推广，传统二维CAD图纸与BIM技术相比，二维图纸其局限性很明显，图纸和工程资料离散，设计过程中图纸一改就需多变，并且二维图纸抽象不直观。BIM技术目前主要实际应用于建筑工程领域，在公路工程中的应用较为匮乏，公路工程项目往往体量大、受周边地形因素影响大、空间地理位置广、路线长、桥梁结构复杂等，这一系列特点使得公路工程与建筑工程相比，更加具有特殊性。由此看出，将BIM技术应用于公路工程领域具有相当的迫切性。
关键词：BIM技术；公路工程；正向设计
引言
随着科技的不断进步，电子计算机技术的深入发展与应用，以信息技术为核心的土木设计行业改革正在循序推进中。公路BIM技术主要着眼于交通运输行业的研发，现阶段刚刚起步，还无法有效的提高该体系的运行质量与效率，适应其急迫的转型需求。因此，提高公路BIM技术的研发速度，加强其在交运行业中的应用，能够深入落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，提高行业的创新能力，对加深解放及发展生产力的进程，优化经济结构，实现要素最优配置，提升经济增长的质量具有重要意义。
1公路工程BIM正向设计实现优势
1.1三维化
在对公路工程进行快速建模时，产品可通过项目文件直接开展三维化设计工作。与此同时，完成的产品也可直接以三维立体视图的方式进行呈现，这将让整个道路工程项目的整体呈现效果更好。同时，可以通过对模型进行铺贴的方式选取剖面图，其中最为突出的优点是，工程设计人员可以直接将产品各方面的剖面与投影，借助软件直接快速生成，直接剔除设计图纸的二维三维转换步骤，避免转换期间因数据格式不同而出现的错误。与此同时，三维产品中的表面积与体积属于决定工程提量的基础属性，因此设计工作人员可以直接通过程序查询的方式对这两种数据进行调取，提高设计方案的整体精确度与制作效率。
1.2参数化
参数化是对构成产品的组织材料、大小、形状进行具体参数的标注控制。每个项目所需的产品及构件的尺寸等数据各不相同。若是对构成产品的各个构建进行参数化控制，就可以有效减少建模时间及工作量，提高设计效率。例如将相同的构建在模型例进行简单的参数修改，其就可以用于不同的项目，可以避免建模的重复性。
1.3关联化
在公路工程设计方案中，基于BIM正向设计的模型需要与道路中线进行关联。此时，路面构建的中心位置会与路线中心相重合，而高程起点与路面中心的高层会直接关联；路肩墙顶高程与土路肩线高程之间会关联；土路肩会与边坡起始关联；终点位置会与地面进行关联。这些相互关联的构件可以伴随道路中心线一起联动，实现道路工程的快速建模，进而实现“画线成路”的畅想。
2BIM技术在公路工程正向设计中的应用
2.1设计环境构建
准确优质的设计环境构建对于提高设计质量有着极其重要的意义。在实景环境下，设计人员可直观融入道路所经区域的虚拟三维环境进行动态交互设计，极大地提升了设计效率和质量。选择采用civil 3d基于高程点及等高线数据的多种方式进行地形三角网构建并生成三维地形曲面，选取下载地形，并在InfraWorks中进行建模。这不仅能较好地解决传统测绘采样点不足的问题，同时能减少测绘成本。
在枯燥晦涩的传统地形基础上，真实还原项目实际场景，提高设计的准确性，辅助征地拆迁，达到“即见即所得”的设计体验。
2.2路线设计
路线设计作为公路项目的牵头专业，具有将各分项专业进行有效串联的总体职能，直接负责项目的总体把控和协调职责，各专业均基于路线平、纵、横开展设计。与传统二维设计方式不同，基于civil 3d开展平、纵设计，其核心价值在于对路线的三维数字化表达，将传统二维设计从剥离的平纵条件下进行关联，直接以多视口的三维环境进行展示，更符合设计者对于路线走向在平面及高程面的统筹考虑及总体把控，使得路、桥、隧的区分度更为直观。
2.3路基路面设计
路基路面在传统二维设计中通常以点和线作为设计信息的传递，在表达上存在一定的“模糊性”和“难辨识性”。而BIM设计的核心在于完成三维数字化模型实体的信息传递，将点线面转化为以组件为基础进行模型组合构建的实体对象，更像是将带有不同类属性的结构组件以类似“搭积木”的方式进行拼接，在表达上更为灵活生动。基于civil 3d的路基路面设计的关键在于廊道横断面模板的智能构建。一个优质的廊道模板应具有结构清晰、分类明确及延展性佳等特点，可为后续的展宽、分离等过渡变化提供支撑。
2.4桥梁主体结构参数化设计
在桥梁上部结构中，由于要满足道路线形的设计要求，桥梁结构的尺寸及规格均不尽相同，以某市项目桥梁上部结构中的箱梁为例，主梁为预应力混凝土箱梁，采用变高度单箱单室直腹板断面，箱梁中支点处梁高3．6m，合龙段及边跨直线段梁高2．0m，变高段箱梁梁底位于R＝245．8m的圆曲线上，箱梁顶板宽12m。设计过程中发现各号梁节段在不同跨上尺寸不一且复杂多变，若按照目前传统的Revit建模方式对各构件进行一对一的重复建模，将容易导致建模工作量大且效率低的不良后果，违背了BIM技术正向设计桥梁高效快捷的目的。在项目设计阶段研究得到，要实现不同构件的参数化设计，需要首先根据不同结构构件的外形特征和尺寸规格分类型建立各自的一个标准参数化族，需要注意的是，在创建标准参数化族的过程中严格控制给定的尺寸约束条件和角度约束条件，即主要在构件平立剖上的外形尺寸和角度以字母或文字代号形式设置不同的参数加以控制和调整。接下来是创建与该标准族同类型的族类型目录，编辑并批量载入到标准化族中，从而实现同类型族构件的参数化建模。以桥梁上部结构中的中间跨的箱梁节段为例讲述同类型族构件的参数化建模过程，中间跨共有0号～6号和合龙段总共7个节段，将0号节段标准梁段作为标准参数化族，0号节段截面形式为单箱单室截面构造形式，由于箱梁两端截面尺寸不一致，采用公制常规模型的“放样融合”对0号箱梁进行参数化设计。在0号箱梁标准参数化族完成之后，在载入到项目文件中需要注意，需要将族文件中设置的各种参数与项目文件中的参数关联上，这样就可以实现两个文件之间尺寸和角度参数的动态关联。
结语
伴随BIM正向设计经验的积累，此项技术将会在道路工程设计中大展宏图，促进道路工程建设项目的质量与效率提升。因此，设计工作人员应在实际工作的落实中，注重配合BIM技术进行方案的科学选择与优化设计，保障BIM技术的价值得以全面发挥。
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