基于BIM技术的市政道路设计优化探讨

发表时间:2021/8/6   来源:《建筑实践》2021年10期   作者:黄义淇
[导读] 在社会经济高速发展的背景下我国城市化进程日益加快,道路作为重要的交通纽带对其工程也更加严格。
        黄义淇
        广西华业建筑设计有限公司, 广西 南宁 530700
        摘要:在社会经济高速发展的背景下我国城市化进程日益加快,道路作为重要的交通纽带对其工程也更加严格。城市化建设的过程中,市政道路有着重要的影响,为稳定城市交通,提高城市建设的合理性,BIM技术逐步应用到市政道路的设计中。通过BIM技术,不仅可以将市政道路设计直观准确的展示,还可以呈现其三维立体图像,这为市政道路的设计提供科学的数据和准确的参考模型,对于市政道路的发展有着重要的意义。
        关键词::BIM技术;市政道路;应用
        引言
        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。
        1BIM技术基本概述
        BIM技术即建筑信息化模型技术,主要是采用三位数字建模技术,对建筑物体构建可视化3D数字模型,然后围绕建筑主体结构及道路桥梁主要节点进行三维动态设计及仿真模拟,进而使工程及建筑桥梁等能够在可视化、系统化及模块化下实现预期设计目标。在国家倡导建造智慧型城市的背景之下,道路桥梁设计及施工需要在理念上有所革新,赋予道路桥梁设计信息化特征,而BIM技术则有效满足了这一需求。在具体应用上,BIM技术在三维模型中将主项及分项工程的设计周期、进度安排、技术参数等信息融入其中,针对道路桥梁项目,在模型构建前的绘图环节,结合CAD软件的使用,使道路桥梁设计细节更加精细。在BIM技术应用到道路桥梁设计中时,首先要明确道路桥梁BIM三维模型各构成要素,主要要素如下:桥梁、道路、路桥附属物、地面模型、隧道、地形地貌、房屋建筑等。这些要素先通过实体测绘,然后将要素导入到系统中,使用分割法及归并法进行要素的单独建模,最后整合拼接成为完整模型系统。
        2城市道路规划存在的不足
        2.1城市的道路规划缺乏权威性和严肃性
        城市道路规划是一个城市发展建设的重要组成部分,道路规划工作是一个城市建设的必要元素,不能完全按照个人意愿设计建设项目,这项工作应该体现绝对的权威性和严肃性。但目前部分城市道路规划过程中会有这样的情况出现,地方换领导就会实施新的道路规划,会以领导的个人意志为规划主旨,这种工作方式会导致城市的道路规划缺乏权威性和严肃性,在造成巨大资源浪费的同时,也限制了城市发展的脚步。
        2.2路线设计不够合理
        路线设计方面的问题如下:(1)同向圆曲线间的直线段长度存在一定问题,如在一些老路改造中,设计人员过分地强调最小直线长度,这使得大段老路浪费,增加了后期的拆迁和建设成本。(2)平曲线半径选择中存在盲目追求过大的问题,这使得设计前后曲线衔接存在不顺畅的问题,会对道路车辆运行速度的连续性和均衡性造成较大影响。(3)道路设计存在超高问题,当车辆行驶速度较快时,危险系数较大。
        3BIM技术在市政道路设计优化中的应用
        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市政道路桥梁综合管廊设计中BIM技术的应用
        市政道路桥梁综合管廊设计及管理维护对整个路桥工程的周期寿命有
        重要影响。在这一环节中,BIM技术的应用可以贯穿于路桥综合管廊的设计、施工、竣工等全过程阶段。具体而言,其应用要点如下:第一,在综合管廊施工图设计环节,BIM技术可以应用于入廊管线施工图设计及管廊廊体施工图设计中。选用BIM技术进行综合管廊工程建模,参考施工影响因素,得出施工设计图纸,指导管廊施工。第二,在综合管廊施工阶段,BIM技术的应用范围较为广泛,主要涉及到如下几个方面:(1)对市政路桥综合管廊施工中所用到的设备元件,如预制构件等进行数量、规模、技术方面的模拟。用3D模型的方式明确管廊预制拼接制作、检验、养护等主要步骤,然后满足质量及技术条件后,开展施工现场的拼装吊装作业。(2)管廊施工方案的执行及监督,尤其是在技术交接重难点上,使用装有BIM可视化模型软件的移动终端设备,可以针对设计图、施工图、施工数据参数等进行便捷观察和管理,从而提高市政道路桥梁综合管廊设计质量,为后续的管理维护打好铺垫。
        3.3将BIM设计运用到道路纵断面设计
        市政道路设计的过程中,除了道路中心线的绘制,道路纵断面的设计也是重要部分。关于市政道路的纵断面设计,常见软件主要以原地面的编制为设计依据,生成相应文件之后,再通过拉线的方式对其进行调整。这样的方法和市政道路设计的要求相符度会比较低,通过BIM技术的应用,可以直接采用三维立体的设计方案。如果设计方案后期需要修改的话,BIM技术软件也会生成相应的设计方案,这样极大的减少的设计的时间,从工作的角度分析,BIM技术减轻了设计人员的压力,在设计调整的过程中,其工作的开展也会更加的便捷,这对于市政道路的发展,有着重要的推动作用。
        3.4地质勘察与测量
        市政道路工程具有跨度大、呈带状分布的特点,沿线的地形地貌、工程地质条件易存在复杂差异,而这些对路线设计、桥梁选型、隧道施工等均会造成重要影响。因此,应用BIM技术于道路工程的地质勘察与测量中是非常非常必要的。应用BIM技术,建立地质环境数字化三维地质模型,实现真实环境的可视化,清晰直观的为设计人员与管理层展示地质构造、水文地质环境,为准确分析地质问题的基础上设计合理的方案,同时,基于统一的平台,勘察、设计、施工等各方面人员也容易实现有效沟通,减少工程风险。应用BIM技术对测量的地形、水系、建筑、管线进行集成管理,实现一个模型的建筑环境可视化,并方便工作人员对高程、坡度、水域等各要素进行分析,为合理布局道路路线、桥梁跨度等提供了条件。值得一提的是,随着高精度测量设备的快速更新,航空影像、三维激光扫描、遥测等高精度数据也将为BIM技术全新仿真提供条件。
        结语
        道路设计对于城市交通运输和经济发展具有深刻影响,设计人员只有充分了解道路设计的要求,然后结合具体设计内容和当前设计缺陷进行道路设计要素的系统性分析,才能有效提高道路设计质量,确保道路通行的效率与安全。
        参考文献
        [1]董祯保.BIM技术在市政道路与桥梁设计中的应用[J].建材与装饰,2020,(19):261-262
        [2]李俊贤.BIM技术在市政道路设计中的应用[J].中国高新区,2019,000(014):156.
        [3]余北斌.BIM技术在市政道路设计中的应用[J].建材与装饰,2018,000(023):265-265.
        
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