周辉
南京同力建设集团股份有限公司 江苏南京 210000
摘要：当前，交通运输事业已经逐步成为国民经济体系的重要支柱产业。在交通运输事业蓬勃发展与现代科技水平不断提高的大环境背景下，将BIM技术拓展应用到公路设计中已经成为行业发展的主流趋势。鉴于此，文章论述了公路工程设计中对BIM技术的有效应用，旨在可以为行业人士提供有价值的借鉴与参考，进而为公路行业的繁荣发展贡献应有之力。
关键词：BIM技术；公路工程；设计；应用
前言：伴随市场经济的繁荣发展，我国基础设施建设日趋完善化，同时，社会对基础设施建设的标准要求也随之提高。将BIM技术拓展应用到公路设计中，可以创建三维立体空间数据信息模型，保证设计的合理性与精准性。此外，高效应用BIM技术，也有助于设计方模拟工程动态，压缩工期与造价，保障工程质量安全与综合效益。
1BIM技术内涵
建筑信息化模型为BIM技术中文全称，本质为动态化数字建模过程。BIM技术能够对建筑工程各阶段出现的数据信息进行整合，然后通过计算机系统中央处理器实施仿真模拟，这样设计人员就可更为具象化与直观化对建筑工程中存在的各种问题进行辨析，进而应用行之有效的整改处理举措，国内BIM技术虽然发展较晚，然而，却有着非常广泛的应用范围，特别是公路工程设计专业中应用更为广泛。
2 BIM技术在公路工程设计中的应用优势
2.1可视化
BIM建筑信息模型，可通过三维图纸的方式将全部构件信息展现出来，为各设计部门提供辅助，进而能够在可使化状态下降项目的设计及沟通交流完成。对公路设计阶段的综合管廊、隧道断面和桥梁形式等进行真实模拟，可将重点充分体现出来，进而提升设计部门对问题的解决速度，将设计直观展现出来，进而达到所见即所得效果。
2.2协调性
设计的所有信息无法完全通过传统的二维图纸显示，专业间交流与沟通的难度也较大。通过对BIM建筑信息模型协调性特点的有效应用，设计初期，将不同专业的设计内容纳入建筑物、钢筋、管道走廊碰撞检测的同一信息模型中，优化净空和设计，进而暴露出设计中存在的隐患，能够使后续施工阶段可能出现的损失和返工率降低，此外，也实现了专业之间，设计方同业主方等彼此间的有效沟通。
2.3模拟性
对于公路工程而言，其为一个系统的工程，无法有效且精准的把控施工难度，通过应用BIM技术的强大模拟性特点，在设计阶段，施工组织设计结合时间维度的规划，通过协同工作平台使后续管理更加直观，随时随地将施工计划与实际进度进行比较。针对复杂工程或施工过程中碰见的困难，应用BIM技术实施虚拟施工及现场预演，使现场施工人员能够更好的了解工程，以实现施工质量的有效提升，最终实现了安全问题的极大减小。
2.4优化性
具有优化性特点。BIM模型提供了所有公路勘察设计信息，包括公路规划、几何信息、物理信息，并且通过计算机模拟设计可一次生成上百种设计方案，通过对控制维度的把控，逐渐筛选出最优秀的设计方案。在大型且复杂项目中，与传统的设计成果相比，BIM技术可通过各种优化工具，实现对公路复杂问题的优化，且优化出的成果效果更为可靠。
3 BIM技术在公路设计中的应用
3.1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。
3.2构建路基路面模型
构建公路工程路基路面模型的主要方法是定制横断面模板。公路工程设计阶段，横断面模板主要考虑的因素是道路绿化带位置、路面结构、挡墙位置、人行道宽度与线型、路面边坡、道路两边边坡和排水沟等，根据各个因素的要求尺寸，定制横断面模板，以确保后期施工条件的实现。另外，对于具体涉及的各部分工程量，可在模型中根据各计算公式得到具体的数据。
3.3构建桥梁模型
公路工程设计中经常会遇到桥梁设计，桥梁设计技术要求高，难度大，影响远，因此在进行桥梁设计时要深入研究桥梁模型的构建。桥梁模型由桥梁上部结构模型和桥梁下部结构模型组成，两部分设计考虑的重点不一样。具体来说，当桥梁上部结构主是箱梁或T梁时，要采用BIM软件中的GC和Revit技术，获取相应参数进行建模；当桥梁上部结构主要是钢桁架时，要采用BIM软件中的ProStructures技术。桥梁下部结构建立模型时，要考虑的是桥墩的各个参数，其间可以采用BIM软件中的MicroStation技术，对桥墩单元库参数进行分析，根据不同的桥墩参数，构建不同的桥墩模型，同时要考虑桥墩的墩径和墩高、桥墩的桩径和桩长对应的参数变化，及时优化模型。
图1 特殊桥梁建模
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。
3.5构建交叉工程模型
在公路工程设计中，最常使用的是平面交叉设计。利用BIM技术构建交叉平面工程模型时，需要注意的是，首先确定公路路面边线的空间位置、平面交叉路脊线的空间位置，两点确定后，建立三角网络，进而对平面交叉竖向进行设计。构建平面交叉工程模型时，要考虑人行道因素，增加平面设计的完整性。
3.6构建景观绿化模型
景观绿化设计对公路后期运行、养护具有重要意义，在前期设计中，景观绿化模型真实、合理、可行对公路交通运行安全，城市市容市貌优化都有促进作用。因此，利用BIM技术构建景观绿化模型，能够提高景观设计的实效性，通过模型的可视化对景观绿化种类及类别及时进行调整、更换，最大限度地节约成本。
结束语：
BIM技术在道路工程设计中的应用，不仅是设计工具和展示方式上的创新，更多的是设计思维的拓展。通过对公路项目全专业的BIM正向设计，实现道路工程设计与BIM理念的探索与融合。借助BIM技术可视性、协调性、联动性及可模拟性等特点，不断优化道路设计过程、分析评价方式、成果提交形式，从而实现设计及工程质量的不断提高。
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