张三贵
阿克苏四方建筑设计院有限公司 新疆阿克苏843000
摘要:科技的进步与发展为道路工程设计注入了新的动力,以BIM为代表的3D数字化协同设计技术提升了从业人员效率,推动了行业的整体发展。在市政道路设计中融入BIM技术,能够有效提高设计线管的整体质量,基于此,本文将对BIM技术在市政道路设计中的应用与指导价值进行分析。
关键词:BIM技术;市政道路设计;应用与指导
1 BIM技术在市政道路设计中的发展
BIM技术兴起于20世纪70年代,由美国学者Chuck提出。我国道路工程设计行业大多停留在CAD时代,近年来已有专家、学者将目光转向了BIM技术。2011年,Shim等将BIM技术应用到桥梁设计中,建立3D全桥模型,并基于此对全桥荷载计算进行辅助应用。国内王良国等应用BIM技术对高速公路隧道工程施工工序进行拆解并细化,将施 工步骤和结构实体有机结合。王小宁等基于BIM技术理论,以平塘特大桥工程为工程实例,得出设计和施工两方面技术应用方案。徐开华等进行BIM技术在公路工程设计中的尝试应用,讨论BIM技术所具备的技术特点。孙梦梦研究道路工程施工环节中对BIM技术的灵活应用,利用PDCA循环原理,优化施工整体环节衔接。综上所述,现有BIM技术在道桥工程的应用更多体现在桥梁设计和道路施工两方面,在道路工程设计方向已有尝试,但具体应用流程包括操作和衔接仍有较大空白。
2 市政道路设计中BIM技术的指导价值
2.1 设计意图表达准确
以前我国并没有完善的道路基础设施,且多个工程之间存在相似性,一般情况下,设计人员凭借自身设计经验可以对市政道路设计中存在的问题进行有效解决,但随着道路基础设施完善性的逐渐增强,复杂的市政道路设计建设使得设计人员难以凭借经验对相关问题进行有效解决,且在应用传统CAD等二维设计方法时,需要在二维空间中展现复杂市政道路三维空间问题,三维参数较为复杂,三维数 据易丢失,设计者设计意图无法得到准确地表达,出现曲解设计方案等现象。BIM技术可以完成三维数字化信息模型的设计工作,可以完整表达市政道路工程完工后形象,进而对设计意图予以准确表达。
2.2 协同设计便捷
随着市政道路工程复杂程度、设计精度要求的逐渐提升,在设计过程中,需要依照相关要求,多种专业人才进行密切合作。应用传统二维设计方法时,需要操作分图层来让设计人员进行合作,这种协同合作较为简单,且协同效果 相对较差。BIM技术可以搭建信息模型,且利用多种子模型,可以明确其耦合关系,让协同更为便捷,同时可以发现协同合作问题,让不同专业人员共同完成设计中的现存问题。
2.3 高度模拟与快速分析
通过应用BIM技术,相关的设计人员在市政道路设计过程中就能够通过相应的三维模型对项目实施完成后的效果进行了解,及时发现设计过程中存在的不足,总结分析后进行优化完善,相对于其他设计技术来说,BIM技术能够实现高度模拟和快速分析。通过BIM技术对施工效果与质量分析,能够有效降低后续的设计变更。市政建设部门也能通过效果预测提升满意程度,更好的对其他的规划内容进 行设计,切实降低项目建设成本。并且BIM技术具备数据丰富的信息数据库,在设计完成后能够实现高效的技术交底。
3 道路工程设计功能实现
3.1 地质勘测
相较单点式建筑工程项目,道路工程具备条带式分布特征,需和沿线地形地质、水文气象等因素紧密结合,道路工程设计方案要素也随之动态调整。
BIM技术在道路地质勘测方面主题为周边地质地貌,建模过程中需与道桥相关专业人员协同工作。呈现出的电子3D地质模型可准确反映出现场地质情况,各测绘数据能以3D形式置于模型内,按地形测绘数据创建出的地形曲面表达丰富,利于制定最佳设计方案。
3.2 方案比选
道路工程建设项目多为政府投资基建项目,项目能否立项很大程度上取决于项目可行性报告。报告中所体现的区域经济发展规划状况、交通经济预测、建设技术标准和推荐建设方案,将最终决定项目资金配置和实施方案。政府部门将召集相关国土、水利、环境和建设管理部门对多方案进行可行性探讨,最终做出决策。探讨决策过程中,常因各部门关注点差异或沟通隔阂问题,使方案的不确定性很大,所需调整内容繁杂,缺少集中交流平台。而BIM技术所提供的多因素电子3D虚拟社会中包含的各影响因子均可灵活调整变动,并能实现可视化实时对比。相对于常规文字方案比选,更能提高交流对比论证效率。
3.3 3D可视化设计建模
Revit等3D可视化BIM设计软件,能够明显降低业主相关专业能力要求,降低与专业设计人员间的沟通门槛。相较于常规3D渲染软件,Revit不仅是简单地进行立体效果展示, 而且能够内置几何物理分析功能,进行模拟计算分析,具备更佳表现效果。其可以高效地建立起道路交叉口、匝道出入口、桥梁墩台梁板等模型,并能实现单元化利用和个性化更新,通过简单参数设置即可实现模型变动。道路工程设计者更新设计参数时,可即时通过3D可视化模型进行校正,大大提升设计效率。设计过程中,Revit软件可以自动进行碰撞冲突检测和结构稳定性计算验证,在设计阶段即可避免有可能出现的各类施工风险,节约整体项目经济成本。
3.4 协同设计
BIM技术在道路工程设计中的最大特点是能够实现协同设计。基于BIM技术平台所搭建的共享信息模型,能让道路 工程设计和施工多方人员共同参与。在同一信息模型平台上,各方发挥各自专业技术特长,共同进行模型协作、业务协作、文档协作和任务协作,尽可能地降低交流难度,实现高效率、低错误率协同设计。设计项目的平面、纵横断面和地形曲面可直接传达给各方。各方信息集合完成后,BIM技术构造的协同设计平台将对其进行综合性碰撞检查,计算地形曲面和路线平面、纵断面和横断面等设计要素的可执行性。
3.5 将BIM设计运用到道路中心线绘制中
在进行市政道路设计时,最为关键的部分便是对于道路中心线的绘制,而在进行绘制的过程中,其中会牵扯到较多的控制因素。所以在进行市政道路设计时,需要全面对控制因素进行了解,并利用BIM技术,根据市政道路设计中的道路中心线进行模拟,并且对其进行模拟实验,对于可能会发生的问题进行判断,并且及时的进行调整以及找到 相应的解决措施,来完善市政道路的设计。利用BIM技术,可以立体的呈现出道路中心线的绘制情况,有效的提高市政道路的设计水平,推动我国市政道路设计的发展。
3.6 做好人员培养工作降低误差
传统市政道路设计方式计算量较大,极易导致错误数据出现,致使市政道路设计结果不合理,增加不必要的工程造价。要想使BIM技术得到合理应用,最大限度降低市政道 路设计误差,应做好人员培训工作,使BIM技术、软件得到合理应用。与此同时,借助BIM软件计算市政道路施工成本,对各项数据进行分析与计算,解决市政道路设计出现较大误差问题。
4 结束语
宗旨,BIM技术不仅是应用在房屋建筑行业,在道路工程中的应用也将逐渐趋于常态化。在BIM技术与软件支持下,市政道路设计可准确反映现场地质情况,避免了施工风险,实现多方人员参与设计,提高了我国市政道路设计水平。
参考文献:
[1]吕成利,周忠丰.BIM技术在市政道路设计中的应用与指导价值[J].中国标准化,2019(10):121-122.
[2]黄思超.BIM技术在市政道路设计中的应用与指导价值研究分析[J].科技资讯,2019,17(07):59+61.
[3]鲁森.BIM技术在市政道路设计中的应用与指导价值[J].价值工程,2018,37(32):257-258.