基于BIM技术的市政道路设计优化分析

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:谢龙腾
[导读] 摘要:BIM技术作为融合了建筑学、计算机学、电子信息学、设计学等多学科的综合型的技术,在建筑行业中得到了广泛应用,推动建筑产业的信息化变革。
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        摘要:BIM技术作为融合了建筑学、计算机学、电子信息学、设计学等多学科的综合型的技术,在建筑行业中得到了广泛应用,推动建筑产业的信息化变革。BIM通过构建典型的建筑信息模型,实现了二维设计到三维立体建筑设计的转变,更契合智能化的设计理念,因此BIM技术值得在市政道路设计中进行大范围推广。本文主要就BIM技术在市政道路设计中的应用问题进行探讨,在明确BIM技术设计优势的基础上,就BIM技术在市政道路设计中的具体应用进行详细阐述,希望带动BIM技术的推广应用,也使得市政道路设计规划更有保证。
        关键词:BIM;市政道路;建筑;设计;智能化
        BIM技术一经问世就在建筑领域中大展身手,其建构了全新的建筑设计管理模型,且以三维建筑模型为技术核心,发挥计算机信息系统的数据分析优势,实现了建筑全生命周期物理特征、功能特征的分析,并以直观的形式展示出来。BIM就相当于丰富的建筑信息数据库,使得建筑产业的发展更智能。而BIM技术在市政道路设计中的优势也是显而易见。
        一、BIM技术在市政道路设计中的应用优势
        BIM是集合了物理和功能性的数字表达,也倡导知识资源的共享,基于现代市政道路设计的不同需求,可以实现BIM技术指导下多元化信息的提取更新与修改,带动设计各环节的协调作业。建筑行业中的BIM技术应用更趋成熟,特别是在一些西方发达国家。改革开放以来,我国建筑行业发展迅速,BIM技术的应用也更为深入,特别在市政道路设计中发挥了巨大作用。首先改变了传统的二维设计建造模式,倡导走三维立体信息化设计之路,设计人员可以基于BIM建筑模型综合分析道路功能、面积等要素,且能充分考虑到外界环境的动态变化性,支持市政道路设计的动态化调整。其次将BIM引入到市政道路设计中,能实现建筑物周边布局规划数据的系统汇集[1],使得设计人员基于此进行一体化设计,提高设计的科学性和可靠性。最后时政道路设计和项目现场施工建设在BIM技术的支持下有效关联,减少了施工图纸与施工建设分歧的情况,支持道路设计的灵活性调整,使得市政道路设计在施工中的适应性更强。BIM技术也能及时发现市政道路设计中的缺陷,排除施工中的安全隐患,BIM技术有效评估技术指标的变化,大大降低建筑安全风险。因此BIM技术与建筑产业的结合是天作之合,其在市政道路设计中的应用是必然。
        二、BIM技术在市政道路设计优化中的具体应用
        (一)在总体设计中的应用
        主要是对市政道路工程设计方案进行统筹分析,设计人员通过对项目建设场地的全面勘查获得直观的勘察数据,以指导工程设计,使得设计契合施工实际情况。在BIM系统下设计人员可以根据工程项目建设要求和场地勘察情况布置施工点,规避了场地重复布置的风险。利用BIM技术模拟施工场地并规划设计,将地形导入到BIM系统中,根据系统中标高方格网对道路工程建设场地中的排水系统、标高系统进行规划设计,能有效减少土方开挖量、回填量。BIM技术软件配合GPS系统对市政道路工程整体布局情况进行三维式的分析,指导布局方案的调整优化,还可以对市政道路工程建设空间进行模拟,评估施工现场车辆运行情况,并结合施工实际搭配车道组件指导方案的调整优化,最大限度提高市政道路工程设计的精准度。
        (二)在临时施工道路设计中的应用
        对于市政道路工程项目建设来说,涉及到的施工人数多、车辆多,施工现场车辆运行复杂,如果施工道路规划不合理、施工材料随意堆放会引发施工现场的混乱,导致交通堵塞等,也加大安全隐患。而引入BIM技术创建市政道路工程三维模型[2],模拟分析工程设计施工效果,进行不同专业的碰撞检查,可以指导调整设计方案,形成最优化的道路布局。


        (三)在交叉口设计中的应用
        在市政道路工程设计时会涉及到交叉口设计问题,引入BIM技术创建三维模型,生成地形图,分别进行道路工程平纵横、交叉口、交通设施、信号灯等的设计,开展项目建设现场交通情况的仿真分析,并根据仿真分析结果进行方案的调整优化[3]。当市政道路工程三维模型创建后,及时调整项目建设方案。一般来说,市政道路工程中叉口左转弯通行道的车辆较多,很容易出现交通堵塞问题,因此在工程设计中应适当增加左转弯车道,同时以BIM技术为指导,合理设置转弯待转区,避免行车延误影响车辆正常通行,有效地减少交通拥堵问题。
        (四)在挡土墙优化设计中的应用
        挡土墙碰撞问题是市政道路工程路基设计中重点关注的问题,使用BIM技术可以创建市政道路工程三维模型,指导路基设计方案的调整。例如在市政道路工程设计中发现有挡土墙碰撞的隐患,施工中会对施工质量及施工进度造成负面影响。而基于BIM技术进行设计方案的全面分析,提出整改意见,对挡土墙边缘位置优化设计,避免施工对生态环境的不良影响,在挡土墙结构设计中利用BIM技术软件进行建模,创建挡土墙三维模型,在BIM设计软件平台进行计算分析,调整设计参数和方案,使得挡土墙结构更稳定。利用BIM技术创建三维模型后根据距离理论对挡土墙结构进行验算以及模拟分析,推出完善的设计方案。
        (五)在管网优化设计中的应用
        在市政道路工程规划建设中管网优化设计是重点,也是难点,特别是管网结构复杂、种类多,如何实现排水管道、电力管道、燃气管道、通讯管道等各类管道的合理布设,需要设计人员综合分析,合理布局,如果设计不到位,很容易引发专业管网的碰撞。引入BIM技术,使得管网优化设计效果更理想。利用BIM技术创建三维模型,各类管网排布形式直观显示,支持模拟分析,使管网设计和施工更合理[4]。BIM技术可视化特征明显,在管网优化设计中,从专业角度出发进行不同专业管网之间的碰撞检查,既确保了市政道路工程施工质量,也确保其美观性。应用BIM技术也能合理预留套管,且能指导减少雨水管道与其他管道之间的冲突,指导确定雨水管道的埋设深度。此外,BIM技术支持管道设计的美观性分析,能指导管道的合理布设,避免管线冲突的同时使得管道布局更合理,美观度更高。
        (六)在道路景观设计中的应用
        BIM技术也支持市政道路景观设计的优化,利用BIM技术对市政道路区域中的景观进行模拟分析,实现市政道路与周围环境景观之间的协调,降低道路景观对社会环境的不利影响,使得市政道路建设与景观效果相得益彰,给人更好的道路视觉美感。通过BIM技术可在一定的空间位置上将景观对应的区块导入到设计模型中,做好植物群空间位置、相对高度的合理规划,BIM技术下的道路景观设计系统可视又动态,使得道路景观设计实用与审美价值兼顾。
        结束语
        在现代市政道路设计中引入BIM技术可以提高设计效率和质量,使得施工单位获得实实在在的经济收益回报,也真正实现了资源的合理配置,推动建筑行业的创新高效发展。BIM技术在市政道路设计中的应用不仅带来设计合理性、稳定性的提升,也有效凸显设计的文化特色,因此BIM技术在市政道路设计中的应用推广是必然趋势。
        参考文献:
        [1]郑大伟,严明.BIM技术条件下的市政道路桥梁设计研究[J].四川水泥,2021(03):257-258.
        [2]王亚升,王玉.基于BIM技术的市政道路设计优化探讨[J].住宅与房地产,2021(03):127-128.
        [3]李万玉.BIM技术在市政道路设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2021,44(01):32-33.
        [4]刘艳茹.BIM技术在市政道路设计中的应用[J].交通世界,2020(36):72-73.
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