柳蕾
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司?湖北武汉?430000
摘要:城市化进程不断加快，市政基础工程项目建设数量和规模均不断增加及扩大。市政道路工程结构形式复杂，在工程设计中，传统的设计理念无法满足市政道路建设要求。BIM为新型智能化技术，通过将其应用于道路工程设计中，可发挥信息共享功能，以动态形式充分展现出道路全寿命周期，据此对道路工程设计方案进行优化调整，提高市政道路设计水平。
关键词：BIM；优势；市政道路；优化设计
引言
BIM技术也称建筑信息建模技术，通过三维立体可视化技术，汇总工程项目各方面的信息和数据，构建工程模型。BIM技术起始于1975年，是计算机技术发展到一定程度的主要产物，经过多年的发展，BIM技术愈发完善，尤其是2002年Revit软件推广应用后，BIM技术以其独特的可视化、协调性、模拟性等特点，被广泛应用于工程项目设计和施工中，可避免设计和施工不相符的问题。基于此，开展BIM技术在市政道路设计中的应用研究尤为必要。
1 BIM技术的概念
BIM是建筑信息模型，以三维技术和数字技术作为主要的基础，将一个建筑建设项目中的各种信息进行有效的收集，构建完善的工程数据模型。BIM技术在实际应用的过程中应用效果是比较好的，能够有效提高实际工作的效果以及效率，BIM在原有技术上对信息进行了参数的共享，并且对一些数据可以进行有效的调整和调试，最大程度地保证数据模型的完整性。在实际工作的过程中运用BIM技术，在信息关联性方面也是比较可观的，BIM可以对管理信息和工程信息进行快速性的传递，达到管理的要求和标准，在BIM应用的过程中，信息的联动性也是比较强的，BIM技术可以在不同管理阶段保证工程信息的一致性和有效性，并且还有效地节约了在实际工作中的工作流程，省去了一些重复性的调整，相关工作人员可以充分发挥BIM技术的优势，结合不同管理进程和不同管理阶段对数据进行组合性的调整和运用，保证BIM技术功能的有效发挥。
2 BIM技术应用环境搭建
BIM技术应用于市政道路设计时，需要提前进行环境搭建，主要涉及两个方面，一是BIM协同环境搭建，二是BIM设计环境搭建。BIM协同环境搭建，在本工程设计中利用Project Wise搭建三维数字化协同设计和管理平台，组建了多层级文件架构，各项设计资料可全部存储在云端，对BIM设计进行实时管控、流程审核，大幅提升了设计质量。该BIM协同环境融合了Bentley平台下的多种软件，包括Open Roads Designer、Open Bridge Modeler、Geo Station等。通过这些软件，实现了市政道路设计的多专业互联互动，保证项目得以高效运行。BIM设计环境搭建，在市政道路设计之初，利用勘察数据建立三维地质模型，然后再会同实景网格来创建可视化设计环境，作为本工程三维可视化设计的基础资料，促使设计效果和实际情况更加契合，为地下管线敷设、道路地基处理、桥梁桩基设计提升效率和保证质量。
3 BIM技术在市政道路设计中的应用
某工程位于“黔东门户”铜仁市，项目包含44.045km的旅游公路和56.214km的慢行系统。项目周边建筑密集，地形、地质构造复杂，限制因素较多，景观桥梁结构设计复杂。为保障精准设计，减少项目反复，快速推进整体工期，本项目在城市路段、隧道等关键工点采用BIM协同设计。
3.1 总体设计优化
在对市政道路工程设计方案进行优化处理时，需在施工阶段对施工场地进行合理规划。在具体的规划过程中，首先需对项目建设场地进行全面勘察，然后根据勘察结果对设计方案进行分析，但是一般没有制订完善的设计流程。对此，可将BIM技术推广应用于市政道路工程施工阶段的场地规划设计中，保证规划过程的直观性，根据施工现场实际情况以及工程项目建设要求布置施工点，避免场地布置重复。另外，在利用BIM技术模拟施工场地并进行规划设计时，应将地形导入BIM软件中，然后根据标高方格网对道路工程建设场地中的排水系统、标高系统等进行规划设计，尽量减少土方开挖量和填方量。BIM技术软件中含有GIS系统，通过应用GIS系统可对市政道路工程整体布局形式进行优化设计，保证数据分析的准确性。另外，通过合理应用BIM技术软件，还可对市政道路工程建设空间进行模拟分析，对施工现场车辆运行情况进行评估，结合施工现场实际情况搭配车道组件，提高市政道路工程设计的精准性。
3.2 在地下管线综合设计中的应用
市政道路下方都埋设了大量管线，如：照明电缆、给排水管线、电力管线、热力管线、燃气管线、通信管线等。为避免在市政道路施工中破坏地下管线，在施工范围内，各专业需要对工程管线竖向高程、平面位置等做好协调工作。应用BIM技术，可对地下管线分布情况进行三维可视化模拟。本工程使用Magi CAD软件进行地下管线建模，然后结合不同管线的施工图纸进行合理划分，在建模时严格遵循“大管让小管，自上而下”的建模顺序，以降低管道改建和调整的难度。建模完成后及时开展交叉碰撞检查，按照检查结果确定是否需要对管线进行调整。在市政道路预留和预埋设计中，通过BIM技术，可精确定位预留孔洞的具体位置，按照设计、分析、模拟的设计思路，对实际工程状况进行动态表述，从多专业的角度入手进行合理设计，在BIM软件中，模拟出具体的分解结果，进行有针对性的解决，提升设计效果，缩短设计时间，为动工建设留下充裕的时间。
3.3 构建三维路线模型
当前，部分公路工程设计单位仍主要运用二维线路设计，较少使用三维路线模型。这是因为二维线路设计可以有效地对公路工程相关设计内容进行匹配，比较灵活，局限较少。但是，当路线平纵发生变化时，二维路线设计往往不能及时感应，不利于设计方案的及时调整与优化。利用 BIM 技术构建公路工程三维路线模型，可以实现路线平纵设计功能，并实时对路线平纵进行调整，减少追踪路线平纵变化的时间消耗，提高了这一环节的设计效率。
3.4 道路路基优化设计
在市政道路工程路基设计中，应重点关注挡土墙碰撞问题，在路基设计方案优化中，可利用BIM技术创建市政道路工程三维模型。比如，在某市政道路工程设计中发现,挡土墙存在碰撞隐患，在实际施工中，会对施工质量以及施工进度造成不良影响。对此，可采用BIM技术对设计方案进行全面分析，然后提出整改意见，同时，对于挡土墙边缘位置，也需进行优化设计，避免在施工过程中对生态环境造成不良影响。在挡土墙结构设计中，可利用BIM技术软件进行建模，创建挡土墙三维模型，然后通过BIM设计软件平台进行计算分析，对设计参数和方案进行优化调整，保证挡土墙结构的稳定性。在利用BIM技术创建三维模型后，可根据距离理论对挡土墙结构进行验算以及模拟分析，制订完善的设计方案。
结束语
综上所述，本文结合理论实践，研究了BIM技术在市政道路设计中的应用。研究表明，BIM技术具有可视化、立体化、协调化、整体性等优势，是一种全新的工程项目设计技术，将其应用于市政道路设计中，可大幅提升设计质量、缩短设计时间，解决设计和施工中存在的矛盾和不一致问题，值得大范围推广应用。
参考文献
[1] 雷琳.BIM技术在市政道路设计中的应用[J].住宅与房地产，2018，494（9）：113-114.
[2] 刘建波.基于BIM的市政道路优化与设计探讨[J].工程技术研究,2020,5(4):228-229.