BIM技术在市政道路设计中的应用 李浩元

发表时间:2019/10/17   来源:《基层建设》2019年第18期   作者:李浩元
[导读] 摘要:近年来,城镇化进程逐渐加快,对于市政道路规模也提出了越来越多的需求,设计难度也逐渐加深。
        1.吉林大学工程学院  吉林省长春市  130000
        2.中国市政工程东北设计研究总院有限公司  吉林省长春市  130000
        摘要:近年来,城镇化进程逐渐加快,对于市政道路规模也提出了越来越多的需求,设计难度也逐渐加深。在传统的设计模式中,多使用二维设计方式,大多对分图层进行复制、粘贴,在细节方面存在极大的局限性,难以协调不同部门及不同专业的人才来共同完成设计工作,极大的影响了设计效率。BIM技术应用于市政道路设计中,能协调好不同部门及不同专业,使多领域进行协作,保证市政道路设计的优质高效。基于此,文章对BIM技术在市政道路设计中的应用进行了详细的分析与阐述,以供参考。
        关键词:BIM技术;市政道路设计;应用要点
        1、BIM技术概述
        BIM技术是建筑信息模型技术的简称,是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,在项目全生命周期或各阶段创建、维护及应用建筑信息模型进行项目计划、决策、设计、建造、运营等的过程。BIM是一种新型的数字化信息技术,能够在城市道路设计中集成建筑工程的相关数据信息,从而构建相应的工程数据信息模型,便于城市道路设计的进行,使城市道路设计的效率和质量得到提高。BIM技术是一种三维数字化的信息模型,设计成果可以明确地表达设计意图,所以两者的契和度较高,各个子模块划分得越细致,越能充分地表达设计意图,BIM的一大特征是设计自定义参数组件,可以比较清晰地表达复杂的问题,越是复杂的工程,BIM的应用成果越明显。
        2、BIM技术在道路建设中的应用优势分析
        2.1实现道路设计的可视化
        对市政道路设计而言,可视化的应用能够明确设计要点和设计内容,将施工图纸的设计内容进行数字化翻录。传统施工图纸中的设计信息都是采用线条和数字进行表达,这就要求设计人员和施工人员能够准确理解图纸的设计内容。但是随着市政道路建设的复杂化,单一的线条和数字形式不能满足设计和施工的需求,因此BIM 技术的可视化功能能够为道路设计提供极大的便利。在可视化的三维设计图纸中,道路设计的内容呈现出立体的三维结构,从而设计出精确的效果图。这种效果图能够实现精确的信息反馈,展现了市政工程信息的互动性和反馈性。
        2.2仿真能力强
        市政道路设计中,对BIM技术的应用,主要因该技术对工程施工达到超强的模拟操作。能够对工程借助计算机技术及相关仪器进行模拟施工,解决工程设计中的不足和问题优化相关的流程,对于高标准的路桥工程完工提供有效的保障。在具体的施工过程中,设计人员必须对于BIM技术应用中显示的信息对于路桥的地理条件,周边环境进融合,定制出科学最优的施工方案。同时按照路桥的实际承载能力、寿命周期和面积,对于施工的步骤进行改进和精准,定制出符合工程长久发展的施工方策略。借助BIM三维技术的优势进行模仿施工,以此决策出最佳的路桥建设计划。
        2.3可以自行形成图纸并对于文档自行修改
        路桥工程通过相关的装置在平台上运用BIM形成三维的模子。以此在整个路桥的工程设计中生成设计的图标、文档以及图纸等、便于直接的显示出设计人员的细节问题。并且施工图的种类非常全面。对于3D、多维空间的施工场景都能够清晰呈现,对路桥工程中需要的材料、施工范围及成本等信息能够以文字形式详细罗列出,为市政道路设计、施工提供依据,能够达到路桥工程从施工计划到工程建设整个流程的人工智能化效果,一方面避免了整个路桥工程的设计和施工现场偏差的问题,另一方面也保确保了路桥工程设计方案的有效性和精确性、路桥工程采用BIM技术生成的模子、施工图以及文件都是在模仿施工的流程中产生的。所以对相关施工资料需要变动时,BIM生成文件里面的有效数据也会进行整体有效的变动,极大程度的缩短了工程人员翻阅资料进行改动的实践成本以及对于复杂流程的计算,确保了整体工程设计质量。
        2.4具备学科专业的共享性能
        随着科技的发展,人们对路桥工程在科学技术、专业技术方面的需求也会逐渐增多,路桥工程的设计理念和施工难度在反复增加的同时,施工现场比较复杂,这种极强的综合性要求同一个平台学科专业的融合。实在繁琐流程和复杂形势下碰到的工程难题有效解决,共享技术开始在路桥工程建设中得到了广泛的运用,在整体施工建设的过程中,涉及的领域包不仅仅局限与水利、用电几个学科知识。这就需要一个平台能够对于各个学科的知识进行融合,同时BIM技术的出现正好弥补了这一空缺。BIM技术将不同领域专业知识进行有效的融合,对设计人员、技术人员可利用计算机技术优势从不同角度、不同层面进行协助。极大限度的突破了时间与空间的限制,随时随地对技术资源进行共享。
        3、BIM技术在市政道路设计中的应用
        3.1进行道路规划
        城市的地下空间被充分开发利用起来进行道路设计,可以提高城市地下空间的利用率。在进行道路设计中就可以运用BIM技术对地下空间系统性规划,以使得地下空间被充分利用起来。BIM技术在应用领域中可以充分地发挥其协同功能和分析功能。将这两项功能用于城市道路设计中,构建城市道路三维立体图形,利用图形计算地下空间的可利用性,并进行整体性规划。将城市中的地下空间与地上空间相比较,不仅空间的格局复杂,而且属于是隐性工程,这就必然给成本是道路设计造成了一定的难度。特别是城市道路工程属于是市政地下工程,在地下空间中还有其他的辅助性设施,就需要道路设计中合理规划地下空间,以使得地下空间中的辅助性设施的运行不会受到影响。

将BIM技术充分利用起来,可以实现道路设计图的透视化,对于道路设计效果都能够做到一目了然,即利用软件将与道路设计相关的信息输入到BIM软件中,包括道路、互通区、被交道、断面、超高、加宽、平交口、隔离栅、桥梁、护栏、隧道、竖曲线、涵洞、平曲线等。对于地下空间的道路设计要从整体的角度合理规划,能够确保地下道路分布合理,结构连通,而且还可以利用BIM软件将土方量精确计算出来。当道路设计完成之后,还可以运用BIM技术对所设计的地下道路加以论证。
        3.2道路地形图设计
        道路地形图设计是整个市政道路设计的关键所在。相对于普通的道路工程,市政工程设计要求绘制精确详细的地形图,BIM技术在地形图设计中的应用主要体现在以下方面:首先,是地形图中心线的穿插,在设计中应当结合地形图和道路设计结构进行系统优化,在明确地形图的基础上明确3D地形图的作标和位置,初步设计施工周围的地形梯度。其次,要进行地形图的转化设计,在3D建模造图的基础上标记相应的施工要点和中线,将地形图切换为全方面的多元线路。最后,完成地形图和线路构建环节的协调,基于多段的道路线路进行道路穿行设计,构建整体的线路施工图,从而实现总体道路地形图处理设计的设计目标。例如在某市政道路设计中,BIM技术能够完整呈现道路布局,将周围地形环境纳入到道路设计中,呈现3D化的构图效果。BIM具有强大的地形处理功能,通过道路模拟造型,能够实现对工程三维枢纽的立体规划,从而有效传递设计意图,综合优化各种设计方案。
        3.3地下管线全局协调分析
        地下管道是对于,道路范围内涉及到的专业项目的统一和互相协作。在实际的施工计划流程中,必须全面对于数据资料和物资资料进行融合,科学专业的制定出各种策划的精确数据,比如直径、坐标等问题,通过合理的对于BIM技术的运用,需要事前对于三维模仿技术实行施工过程中的管道采用三维模仿,借助建模方法,对施工中运用的施工设施的规格进行策划,以保证可以依照系统不同的建模过程进行设计,以从上到下的具体进行优化。这样很大概率上可以避免因管道避让环节引起出现的后期改动的问题。在市政工程施工的过程中,市政道路管线以及工程质量的缺陷问题,BIM技术应用中,通过建模对设计管路位置精准定位,减少后期施工难度。从不同的专业角度分析实际情况,以模拟结果作为参考,使设计更具精准性。
        3.4设计道路中心线设计
        道路中心绘制是线路设计的重点之一,BIM技术应用于中心线设计能够完整绘制道路建设中线,并为周围线路的规划提供重要的参考数据。在实际的设计过程中,BIM技术要对技术参数和设计路线进行比对,确定中心线的设计标准,尤其是对实际线路的中心曲线长度进行设计规划,同时对曲线的直径和平缓长度进行数字化的明确。其在中心线的穿插设计环节,预先对市政道路中心线的结构和走向进行数据模拟,将中心线穿插到 3D图形中,借助中心线转化环节进行多节线路的设计规划,保证3D构图中的中心线定位精准明确。
        3.5道路横向路面设计
        BIM技术在道路横向断路面设计中的应用能够保证市政道路构建的合理性。其对道路部件的拼接和组建进行数据模拟,通过模型计算进行科学的设计和合理的应用。市政道路设计要综合考虑车流量的通行和载重量的限定,道路纵向断面设计的要求不断提高,逐渐成为道路设计的关键环节。通常而言,道路的横断面设计主要包括同行车道布置、人行车道设计、路基结构和桥路连接设计等,在3D构图中要精确定位和布置。BIM技术在模拟道路横断面基础上进行材料的设置,通过有效的数据分析布置设计节点参数,在协调整体道路项目施工的前提下合理优化横断面道路施工,保证其设计参数和设计方案的科学性。
        3.6道路纵向断面设计
        BIM技术在道路纵向断面设计的应用体现在对设计线路的合理编制,在整体基础线路设计的基础上,通过软件模拟进行分段施工的完整化构建,例如市政道路中的拉坡线绘制工作,需要根据道路设计的要求进行不断的调整。设计人员根据BIM操作工具能够动态化地监视纵向断面的设计质量,监控预定的设计标准和实际拉坡线的偏离程度,从而保证纵向断面设计的合理性。BIM技术的应用还体现在对营地布置的设计,通过Auto CAD Civil 3D进行二维规划,利用BIM技术导入数据进行三维化的建模模拟,实现对营地的有效设计。BIM技术能够将设计信息和设计文件进行同步,对整体的纵向断面实现整体化的模拟碰撞和综合校对,从而将设计图纸进行可视化的整合,对工程整体的模型进行全面的信息化处理。通过BIM漫游功能可以快速全面了解项目建筑的整体构造和细节化的面貌,真实展示设计图纸的高清效果图和漫游视频文件。
        结语
        总之,在计算机技术支持下,BIM技术在市政道路设计领域中应用,具有多方胜势,对于整个市政道路设计理念是一种革新,促进了道路设计的发展,是市政道路设计科学性、合理性实现的保障。社会的发展使得人们的生活水平不断的提高,需求也越来越多样。科技的进步使得BIM技术越来越成熟完善,随着道路建设的不断发展,BIM技术将会以更加成熟的技术性能服务与整个城市设计路桥的建设和规划。
        参考文献
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