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公路工程BIM正向设计探讨与实践

发表时间：2020/11/6 来源：《基层建设》2020年第21期作者：孔广

[导读] 摘要：随着科学技术的不断发展与革新，电子计算机技术与各行各业之间的关联度越来越高。

        山东省滕州市远通公路工程有限公司 277500
        摘要：随着科学技术的不断发展与革新，电子计算机技术与各行各业之间的关联度越来越高。就建筑行业发展来说，以信息技术为核心的土木设计行业变革的速度越来越快，因此虽然 BIM 技术的应用仍然处在初级开发与试用阶段，但是这将是未来建筑行业发展、创新的一个发展趋势且势不可挡。文章对公路工程的 BIM 正向设计技术流程进行分析，首先对此项技术的概念进行解答，而后对其操作上的探索与应用进行步骤解读。
        关键词：公路工程；BIM；正向设计；探讨；实践
        1 BIM 正向设计概念
        BIM 技术是一种新型数据化、信息化技术，以计算机技术、大数据作为技术支持，构建起清晰、直观的工程三维模型。应用 BIM 技术首先应对工程项目对象进行信息搜集，对项目信息进行整理、筛选、整合，筛选出有用的工程信息数据资料，通过计算机技术结合有用信息构建工程项目三维模型，能够方便设计人员随时对项目设计进行修改、完善，对整个设计以及施工过程实施全程动态监管，有利于完善项目设计方案，有效控制项目材料成本、人工投入成本等，实现工程项目经济效益与社会效益的同步提升。
        BIM 正向设计实现了建筑工程项目从草图设计到交付的所有阶段，全部由BIM 三维模型技术承担，直接跃过任何二维设计、规划操作，同时不涉及任何 DWG格式的文件，让设计工作的信息参数化、方案优化、协同作业、计算与模型相结合的目标全面实现，并自动出图，让设计人员彻底从繁重的画图、数据整合等工作中解脱出来。工程项目涉及的所有步骤都可以在三维立体空间中落实，同时可以在其中依旧设计人员的想法与创意进行调整与协调，保证设计的效率与质量。直接通过模型消费模式对模型的设计工作进行优化与步骤缩减，会让道路工程的总量规划、造价计算、质量管理、出图输出等一系列操作得到统一管理，最后通过三维模型的方式对施工操作进行指导，让设计盲区得到更大幅度的缩减。
        2 BIM 正向设计的探索与应用
        2.1公路工程 BIM 正向设计理念
        BIM 技术在工程项目中的应用范围随着技术的升级越来越广泛，但是由于我国对此项技术的引入时间较晚，关于此项技术应用层面的经验也不是很丰富，因此实际应用过程中还存在一些障碍，并未得到良好解决。例如，很多建筑工程在应用此项技术时，顺序基本是先设计图纸，后翻模制作三维模型，这种顺序最大的缺点是无法保证设计工作的质量与效率，与此同时，还可能浪费大量的人力资源，占用过多的设计时间与成本。尤其是在大型的公路工程建设项目设计中，问题不仅突出，还较为普遍。因此，此项技术的应用必须得到相关工作人员的重视，完善应用软件的同时还要在 BIM 技术的基础上开展正向设计，让 BIM 技术在道路工程中的应用比例更大。基于高度精准的地形模拟环境，开展相关设计工作，同时在数字模型中依据客户要求对三维产品进行更加精确、精细的设计，直接将所有二维取景、制图阶段全部剔除，从项目的设计到最后的道路成型阶段均在三维模拟环境下开展。需注意的一点是，道路工程建设中可能会涉及隧道等方面的开发建设环节，此部分同样要借助三维实体立体呈现的方式开展相关设计与调整。
        2.2 公路工程 BIM 正向设计要点
        BIM 技术设计理念的宗旨是解放生产力，让设计与施工建设人员的工作负担得到大幅减轻。尤其是二维设计工作中的工作量大、步骤繁杂等特征，通过 BIM技术的辅助，可以让此项工作的特点得到有效扭转，让设计人员彻底从传统设计画图二维创作中解脱出来，转入产品的设计创新中去，让设计方案的选择、改正、优化等步骤的质量水平更高。由此可见，想要道路工程的 BIM 正向设计水平获得提升，相关设计工作人员就必须重点解决建模时的效率问题，尤其是公路工程的设计建模与普通的房屋建筑类建模相比，存在很多技术难点：（1）二者的基础构造差异大，房屋建模以工点构造为主，而公路工程以带状构造物为主。因此，进行建模设计工作时，公共工程的建模操作需要执行的步骤更多、更加复杂。

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（2）在公路工程的设计方案规划中，构造物会受到道路中线的限制，设计不可以与道路中线出现冲突。因此在协调此项工作时，设计工作人员需要付出大量的心力与脑力。（3）公路工程的项目设计工作落实中地形因素影响较大，尤其是一些设计结构，直接受控于地形，因此复杂的地形构造会让建模难度更大。由此可见，在对公路工程项目的整个设计过程进行要点掌控时，必须重视以下几个方面的工作：首先要先将不同来源、不同方式测量出的基础数据进行整合分析，尽量将其调和成同一种格式的数据、信息，进行输出，目的是保证最终设计产品的精确度；其次对于整个道路工程项目的每个重要工点都要进行地质模型构建，目的是让设计方案得到更为全面的数据支持。与此同时，地质模型的构建能够保障设计方案随时随地修改；BIM 正向设计建立在三维模型具备可视化选线的优势之上，因此可以让道路工程的路线选择更加科学、合理；BIM 正向设计中的虚拟建造技术还可以为道路工程项目进行空间数据模型的建设，并保障其中的各项参数都可以进行测算：一方面可提高道路视距指标检验结果精确率，另一方面还可保证校核工作的准确性，进而保证设计出图的过程更加快速、智能化水平更高。
        3公路工程 BIM 正向设计实现优势
        3.1有利于对公路工程设计进行信息化管理
        BIM 技术是信息化技术的优良产物，应用在公路设计之中，推动公路工程管理朝着信息化、现代化的方向深入发展。在公路设计阶段，应用BIM 技术进行工程三维模型构建，能够及时准确的找出工程设计中存在的问题，完善公路工程设计，提升公路工程设计实用性与可行性，为公路工程施工提供科学有效的指导依据，提升公路工程施工质量。公路工程由于其施工场地、环境的特殊性，在施工中，存在许多不可控因素，设计方案也需随着不同因素的变化而进行修改。一旦发现施工设计与公路工程实际施工所需出现差异，可以直接更改工程三维模型中的相关参数，修改简单，不需要对整个工程设计进行修改，提升工作效率，确保施工进度，从而提升了公路工程整体施工质量。
        3.2工程量统计和方案对比
        通过使用 BIM 技术构建的三维立体工程项目模型，能够为公路施工全过程提供了强有力的指导依据，由于对公路工程施工各个环节进行细化，有利于将各个施工环节整合起来，计算出精准的工程量清单，确保工程量计算的准确度。通过对 BIM 模型的深入分析，能够实现对公路工程施工现场各个环节的模拟施工，有利于进行公路工程量清算，传统的工程量清算主要是依靠人力进行梳理，不仅工作效率较低，工程量计算精准度也常受到影响，通过 BIM 模型进行工程量计算，能够极大的提升工程量清算的效率与数据计算的准确度。同时，使用 BIM 建模技术，能够清楚、准确的分析出不同工程设计方案的优势，有助于选择出最佳工程项目方案设计，同时，能够随时更改建模参数进行工程设计的修改与调整，以确保公路工程顺利、高效完工，提升公路工程整体施工质量。
        结束语
        伴随 BIM 正向设计经验的积累，此项技术将会在道路工程设计中大展宏图，促进道路工程建设项目的质量与效率提升。因此，设计工作人员应在实际工作的落实中，注重配合 BIM 技术进行方案的科学选择与优化设计，保障 BIM 技术的价值得以全面发挥。
        参考文献：
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