孙冲
伊犁茭通公路勘察设计院（有限责任公司） 新疆伊犁邮编 835000
摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在公路工程中得到了广泛的应用。公路工程设计是影响公路工程质量的重要环节，而建筑信息模型（BIM）是优化公路工程设计的新工具。随着信息技术的飞速发展，BIM技术在公路工程设计中的应用越来越广泛，有助于提高工程质量。因此，本文首先论述了BIM技术特点，然后分析了我国公路工程设计中的BIM技术应用现状，最后提出公路工程中的BIM技术应用要点，以期提高我国公路工程质量，保障公路运输安全。
关键词：BIM技术；公路工程设计；质量；运输安全
引言
BIM技术即建筑信息化模型的简称，是一种新兴工程化数字方式，应用于建设工程的整个周期，对建筑模型进行虚拟，将其物理特性与功能等用数字化方式进行表达，并依此完成建筑设计、施工组织、运营全部过程。BIM技术能够建筑工程项目建设全过程的不同阶段工程信息与资源，集成于一个信息化模型中，以便工程各参与方能够在项目监管中使用同一模型进行信息传递与共享，进而确保工程的整体施工效益，降低公路在后续施工中的成本，提高整体建设管理水平。
1BIM在公路安全设计与评价中应用的基础
从当前局势看，二维软件设计依然是大多数公路项目的选择，在这种情况下，要想在公路的安全设计与评价过程中最大限度发挥BIM的优势和价值，应先做好一项准备工作，即明确传统二维文件与三维BIM模型之间的关联性，这决定了当前的公路设计能否和BIM真正的融合。采用不同设计软件得到的数据文件，其格式往往存在很大差异，不能实现统一读取，为了对二维文件进行良好的扩展读取，需要以工程设计文件特征为依据，确定标准化的数据模板，其内容有：①平面设计文件：直线数据，如起点和终点的桩号、起点和终点的方位角、转向、长度与各控制点的坐标等；圆曲线数据，如起点和终点的桩号、起点和终点的方位角、路线转向、长度、各控制点的坐标及圆曲线的半径等；缓和曲线数据，如起点和终点的桩号、起点和终点的方位角、路线转向、长度、各控制点的坐标及起点和终点的半径；②纵断面文件：以变坡点数据为主，如变坡点的具体桩号、半径和标高；③超高文件：以分段超高数据为主，如特征桩号两侧路肩和行车道的具体横坡；④宽度文件：以分段宽度数据为主，如桩号、中央分隔带、路面、路肩的宽度；⑤控制工程文件：桥梁数据，如桥梁的名称、起迄桩号、跨径、标高及分幅种类等；隧道数据，如隧道的名称和起迄桩号等。通过对现有二维设计文件进行参数分析，确定标准化的数据模板，以此对二维设计文件进行自动识别，并自动录入数据库。
2我国公路工程设计中BIM技术的应用现状
在我国，BIM技术已经应用于建筑、港口等行业。目前，BIM技术在建筑、港口中的应用能够贯穿“建管养运”整个过程，取得了良好效果。与建筑、港口工程相比，公路工程设计和施工本身的影响因素较多，尤其是前期设计，需要考虑的影响因素更多，专业性更强。因此，人们要系统地研究、了解与学习BIM技术，并做好运用与推广。目前，我国设计人员对BIM技术在公路工程中的应用了解较为片面，不够深入，BIM技术应用较为单一，以构建CAD三维模型为主，没有充分发挥自身优势。
3公路工程设计中的BIM技术应用要点
3.1利用BIM技术进行平面设计
在项目设计中，设计人员可根据情况分别采用不同的设计方法完成路线的布设；对于复杂线形，采用导线法与线元法穿插使用。在公路工程设计BIM系统中，智能考虑圆、缓和曲线、偏角、超高长度等因素，减少工作量。
在立交设计中，智能计算偏移值，快速布设变车道、分合流等。平纵面实时联动，有助于设计人员对项目线形的整体把控，使设计方案更合理、设计速率更高效。在平面设计过程中，设计人员利用总体设计子系统中的查询功能，实时查询设计模型中的线形单元的数据信息、交点的设计参数及设计要素信息、某一点处的桩号、坐标、曲率半径、高程等信息。对平面设计成果进行符规检查，根据公路几何设计专业特点和相关规范要求，审核路线相关设计指标是否满足规范要求。
3.2利用BIM技术进行纵断面设计
利用公路BIM设计系统进行动态互动式纵面设计，纵断面设计中自动添加、更新控制点，快速创建变坡点并智能设置竖曲线，还搭配了智能的符规检查系统，能够智能检测纵坡、坡长、超高过渡、“平包纵”等是否违规。
3.3基于BIM的公路设计安全优化
在以往的设计工作中，通过对各项指标的计算，对运行速度的计算和确定是否协调进行必要的量化分析。在BIM技术的支持下，能在三维空间中对车辆以计算确定的运行速度持续运行时的状态进行动态模拟，以此观察不同空间因素受运行速度变化产生的影响，找出运行速度相差相对较大的或和设计速度存在较大差异的路段，以此为公路的线形设计提供良好参考依据，保证公路线形连续性与均衡性。以运行速度的计算和分析结果为依据，通过对BIM技术的合理应用，由于技术自身具有可视化特点，能以很快的速度建立相应的三维模型，通过对驾驶人自身视点高度的灵活设置，能对公路建成之后车辆按照计算运行速度进行行驶时的具体驾驶状态进行动态模拟。在过去对公路安全进行分析评价时，一般只能根据运行速度对应的计算结果来分析设计参数，并没有对沿线范围内环境可能对运行安全造成的影响给予应有的重视。对此，在实际工作中，应在BIM技术的支持下，建立与沿线范围内地形和地物情况完全相同的环境，以此对公路建设完成后车辆所处运行环境进行模拟，通过模拟，能及时找出潜在的各项安全隐患，使安全评价得到理想效果，将安全风险降至最低。
3.4构建隧道模型
我国公路工程受地质地貌因素影响较大，经常会有隧道工程设计。隧道工程设计考验着设计单位的设计水平，也直接关系施工安全和运行安全，而利用BIM技术构建隧道模型，能够有效预防不可预估因素。其间，既要构建隧道主体结构模型，又要构建隧道横通道、隧道洞门、隧道通风井等结构的模型。构建隧道主体结构模型时，应注意的是隧道横断面模型设计，BIM技术可以确保隧道衬砌结构数据信息准确，保证标准横断面尺寸信息精确，最大限度减少误差。对于隧道其他结构模型的设计，主要考虑的是位置设定，根据主体结构模型比例，调整横通道、隧道洞门和通风井等模型位置，为隧道工程设计提供更加有效的安全信息，提高隧道结构的稳定性。人们要充分利用BIM技术的可视化特点，把握建模参数与实际工程的匹配度。
结语
综上所述，在当前的公路工程设计工作中，如何在BIM技术的支持下切实提高设计效率与质量是公路领域BIM技术应用难题所在。以上结合以往设计工作经验，充分利用BIM技术具有的自动计算功能与辅助分析功能使二维设计文件和BIM数据之间实现互联互通，并提出一套以BIM技术为基础的公路工程行车安全设计及综合评价方法，以此提高设计工作效率与安全性。在之后的工作当中，还能通过对VR技术等的应用开展虚拟驾驶，这对促进BIM技术在公路工程领域中的应用和推动公路设计改革都有十分重要的现实意义。
参考文献
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