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BIM技术在市政道路设计中的应用井珂

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：井珂吴怀军

[导读] 摘要：随着BIM技术的不断完善，其在建筑设计领域不断得到推广和应用，在市政道路设计中引入BIM是一次重要的变革，充满了挑战和机遇。

        山东正润建工有限公司山东聊城 252000
        摘要：随着BIM技术的不断完善，其在建筑设计领域不断得到推广和应用，在市政道路设计中引入BIM是一次重要的变革，充满了挑战和机遇。本文将对BIM应用于市政路桥设计的困难、优势、应用情况进行阐述。
        关键词：BIM技术；市政道路；设计应用
        BIM是BuildingInformationModeling的缩写，中文为建筑信息建模，利用三维数字手段，创建包含各种信息的建筑模型。产生于1975年，随着计算机技术的不断完善，于上世纪90年代得到推广，2002年以后随着Revit理念的推广而应用更加广泛。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化型等特点，在市政道路设计中应用BIM技术能够有效避免实际施1二与设计不相符的情况，极大地提高了工作效率和正确性。
        1.BIM技术在道路工程设计中的难点
        BIM技术在市政道路设计中应用的时间较晚。因为传统市政道路设计相对于建筑工程设计数量少，精度要求低，对BIM的需求较弱；而随着城市化的不断发展，对市政道路设计要求提高，需要技术储备才能很好的完成设计工作。
        建筑工程设计中BIM技术进行3D设计工作，可以实现多人参照统一的标准进行协同作业，创建出带有各种信息的3D建筑模型。在应用于市政道路设计时，主要有以下难点。
        (1)BIM运行与建筑设计时，建筑作为一个相对独立的、受外界影响较小的个体。而道路桥梁工程所涉及的施工范围较大，各地区的地质条件、地貌特征复杂，而且这些数据的准确性都难以保证，而道路的结构形式需要适应所处环境的具体特点，因此很难按照统一标准进行设计。特别是涉及到复杂地形处的边坡防护、涵洞、隧道时，用BIM技术进行设计效率很低。
        (2)BIM原是为建筑工程服务，最近几年刚刚延伸到道路设计中。长期以来，道路施工使用的图纸为二维图纸，因此市政道路的设计和出图主要由二维软件完成，而使用BIM进行设计，设计人员在进行3D建模的同时还要兼顾二维图纸的工作。使设计人员的工作量增加很多。而且BIM暂时无法在道路设计中很好的实现协同设计，因此在效率方面的优势不明显。
        (3)BIM工具平台不够完善统一。当前在进行道路设计时需要考虑的因素较多，除了因为地质地貌问题无法实现协同设计外，道路工程设计时还要考虑大量的额外因素和其它市政服务设施，如夜间照明、绿化带、排水管线、电力线路、通信线路及设施、燃气管线及设施等，当前的BIM软件还不能很好地对这些进行处理。
        (4)缺乏相关标准。BIM技术在建筑领域有较成熟的IFC标准，但是在道路设计中应用时间和案例明显不足，设计结果难以评定，缺乏统一或标准的接口，与其他软件的兼容性较差。而且各个单位自行开发的接口缺少统一性，使BIM技术的推广受到限制。
        2、当前BIM在道路设计中的优势
        在市政道路设计环节，BIM技术的具体应用于以下方面
        2.1强大的三维图形处理能力.
        通过强大的三维建模功能，使用BIM技术，如常用的由Autodesk公司推出的Civil3D软件，可以将容易地画出三维的地形图(使地形的高程等信息得到形象的表达)、道路中心线绘制(通过对市政规划线位的拟合，对道路的曲线长度、半径及缓和曲线等要素进行优化)、道路纵向断面设计(通过完善断面数据库后，可以依据道路中心线非常简单的完成各处的断面编制)，在完善数据库后，可以较传统方式及简单的完成三维图形的设计工作。进行道路建模时，选择道路下拉菜单中的创建道路，出现道路创建的提示后，根据提示完善相关参数，选择道路的规划线路、标准横断面和纵断面。在而后弹出的关于道路组件逻辑目标的对话框，以道路各处的宽度数据创建出区域，然后加入道路组件，并为其指定逻辑目标。相对于二维的设计，使用BIM技术对图纸进行修改也非常简单，大大提高了工作效率。
        2.2充分表达设计意图
        传统的出图模式中，经常会出现一些数据没有别表达出来的问题，一些关键的数据来表示，很容易使建造的结果与设计初衷大相径庭。三维模型能够比二维图形更清晰、形象的展示设计完成后的效果，而BIM技术在设计完成后不仅可以展示整体效果，还能够有机融合模型各处相关数据和信息，能够简单明了的展示道路的设计意图和相关参数，使设计要素能够轻松地被展示和理解。

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        2.3模拟分析能力显著
        BIM拥有强大的模拟能力，技术通过三维模型，可以十分形象的展示出完_T后的效果，此时设计人员可以发现设计中存在的不少问题，特别是与周边环境的匹配是否合理，道路自身设计时的忽视事项等，使设计人员在设计阶段就及时进行修改。避免后期施工时发现问题时修改复杂和经济浪费的问题，使道路的设计和未来施工顺利进行。
        2.4对工程量估算较精确
        在城市道路设计中，对工程量进行估算是十分重要的内容之一，对工程的整体造价有很大的影响。通过传统的二维设计模式对工程量进行估算，需要较准确的计算横截面和长度，对于公路所处环境较简单的区域的估算还是比较准确的，但是对于公路所在区域地形较复杂时的T程量进行估算，就比较复杂，而且很难保证数据的精确性。而使用BIM技术，BIM技术可以通过模型属性和各种数据的分析，较简单的统计处长度、面积、体积等数据，计算出精准度很高的工程量数据。对确保工程顺利进行，避免预算过少或过高有很大的帮助。
        2.5多领域协作便捷
        市政道路设计涉及众多专业的内容。采用传统的二维方式进行设计时，通常各个专业通过使用不同的图层，加载与本专业需要依附的图层，以此为基础进行本专业的相关设计。这种设计模式导致依附的网层发生变化时，如果不及时更新会导致本图层的设计出错，同时对于不同专业设计内容的干涉等进行检查较复杂，需要加载不同的图层进行比对，很容易出现遗漏之处。而使用BIM技术进行三维建模，多专业可以同时开展作业，出现修改或不同专业间出现干涉，可以及时发现。
        同时，市政道路的规划和设计需要经过大量相关部门的审批，而相关部门经常会提出各种各样的意见导致修改的出现。鉴于BIM技术强大的三维展示能力，可以使相关部门随时对设计中的模型进行审核，及时发现各种问题，及时进行修改。有效减少设计后期的修改量和避免施工时出现修改。
        3、BIM应用的展望
        BIM技术在道路设计中展示的巨大优势，使BIM的广泛和深入的应用成为一种趋势，目前存在的诸多问题还需要不断的进行完善和改进。
        3.1行业相关标准的建立
        当前我国各设计部门的BIM软件种类众多，而且各自开发了不同的接口和插件，使彼此之间进行交流非常困难，对设计结果的评定也缺乏相关的保准。有必要在行业内挑选几种较先进的BIM软件，并定制接口和插件的输出形式和相关标准。
        3.2相关行业的应用或兼容
        对于道路设计的地形地貌及与其它市政实施易冲突的问题，急需其它部门如市政设计、规划等也应用BIM软件，便于各种相关数据顺利对接。同时道路设计对于地形地貌特征等数据的精度要求较高，可以提高BIM技术的兼容性，能够与GIS技术有机融合。
        3.3加快相关人才的培训
        由于BIM技术在市政道路设计应用的时间较短，行业内在编制标准的同时应加大对人才的培养，通过多种渠道提高道路设计人员的BIM应用水平，同时通过职称评定等手段激发设计人员对BIM技术的重视程度。使BIM在行业内得到有效的推广和应用，并对BIM进行改进，使之更好地为道路设计服务。
        4、结束语
        当前BIM技术在市政道路设计中还存在一些的问题，需要不断进行完善和优化，但是其展示出的强大功能和优势，使BIM技术给市政道路设计注入了新鲜的血液，使相关设计人员从传统的二维设计转向三维设计，使市政道路设计的工作效率、设计质量得到有效的提高，同时因为较好的交互性能和形象的三维展示能力，使设计中的很多问题被及时发现、修改和优化，特别是因为市政规划等原因导致的修改，极大的减少了设计人员的修改量，对保证市政道路的科学性、安全性给予了极大的帮助。
        参考文献：
        [1]余萌.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].四川建材，2016(2)：149—151
        [2]蒲红克.BIM技术在城市道路与管道协同规划设计中的应[J].城市道桥与防洪，2013(11).
        井珂身份证号：371521198812221424
        吴怀军身份证号：110108197505072215