李志彬
天津市政工程设计研究总院有限公司 广东深圳 518000
摘要：在市政道路桥梁等城市基建工程项目中，需要对工程的施工环境及施工过程进行全面分析，预判并解决相关项目问题。要达到这一目标，以建筑信息化模型构建为主要形式的BIM技术，在市政道路桥梁设计中大有用武之地。
关键词：BIM技术；市政道路桥梁；设计要点
中图分类号：TU7
文献标识码：A
引言
城市化进程不断加快，市政基础工程项目建设数量和规模均不断增加及扩大。市政道路工程结构形式复杂，在工程设计中，传统的设计理念无法满足市政道路建设要求。BIM为新型智能化技术，通过将其应用于道路工程设计中，可发挥信息共享功能，以动态形式充分展现出道路全寿命周期，据此对道路工程设计方案进行优化调整，提高市政道路设计水平。因此，文章对BIM技术在市政道路工程设计优化中的应用方式进行深入研究。
1BIM技术在市政道路桥梁设计中的技术优势
1.1视觉突出，保证市政道路桥梁工程决策质量
BIM技术提供的技术解决方案主要借助三维渲染技术及3D立体化建模技术对工程项目进行解析，这一过程带有较明显的视觉属性，可以为设计人员提供更为直观的设计视野。而在对市政道路桥梁的关键部位，如路基设计、支护工程、桥梁墩台布局、桥梁受力分析等，通过BIM技术进行建模，这些部位三维渲染会更具精度和速度。外加上BIM三维模型具备的参数化及数据化功能，可以对市政道路桥梁设计全过程提供决策支持，各个专业板块的设计人员在同一平台上开展设计，可以及时传递设计成果，对信息数据进行实时共享，如此可降低设计失误概率。此外，由于BIM技术条件为市政道路工程虚拟施工创造了可视化环境，针对市政道路设计及施工中的问题也可以通过虚拟呈现的方式展示，进而为项目各方协同设计及管理做好铺垫。
1.2弥补传统市政道路桥梁工程设计模式弊端
市政道路桥梁在设计时需要考虑到路桥的寿命周期，在设计关头即考虑到后续维保管理，避免因设计失误而增加路桥安全隐患。传统市政道路桥梁工程设计过程中，存在不结合具体实际盲目套用设计规范及经验的现象，在桥梁构造上数据参数计算不到位，道路桥梁的合理性及可扩展性不足。而在道路桥梁设计图纸编制环节，缺乏多角度及全方位审查措施，一些制约影响路桥寿命周期的参数及因素未得到及时发现，道路桥梁安全隐患事故时有发生。BIM技术的出现凭借其技术层面的高精度控制优势，在解决这些设计弊端问题时可形成针对性方案，极大提高市政道路桥梁安全性。
2BIM条件下市政道路桥梁设计要点
2.1市政道路桥梁工程量统计中BIM技术的应用
市政道路桥梁工程建设体量大，涉及到的分项工程多，整个建设周期内的工程量同步较大，这就给市政道路桥梁工程量统计增加了难度。为解决这一问题，通过引入BIM技术，可以对市政道路桥梁工程量进行智能批量化统计，然后借助路桥工程算量软件，实现工程量的自动统计，以确保工程量清单准确高效。以BIM技术为基础而出现并应用的算量软件较多，例如，斯维尔算量软件等，通过该算量软件可以达到算量模型的快速匹配，然后引用相应的计算规则，对市政道路桥梁的数据进行测量，直至形成路桥工程量清单。比如，在道路桥梁混凝土构件工程量核算上，根据BIM模型，参考构件、清单、选定部位等要素，对道路桥梁工程量进行快速计算，可以辅助工程现场计量人员快速达到提量目的。
在道路桥梁坐标高程的计算上，一般在路桥设计图纸上仅仅涉及到关键部位控制点的坐标及数据，如现浇箱梁等，这就需要测量人员做好计算放样，工作量较大，外加上匝道线形通常较复杂，在横坡部位存在超高变化，从而极大增加计算难度。借助BIM技术条件下的算量软件，如Dynamo，可以在浇筑箱梁支模之前，对现浇箱梁边角控制点等间距坐标加以数据抓取，根据该数据测量放样，在确保坐标正确的前提下，能够省去人工计算的时间成本。在道路桥梁土方计算环节，采用Civil3D道路建模，可以结合具体实际情况对松散系数数据进行调整，如此可将土方量直接计算得出，同步得出道路面层、基层、边沟等部位的体积及方量。
2.2建模
建模是BIM应用的前提，利用道路的几何设计基础的数据及地形，构建出信息化的标准地面、道路、道路桥梁隧道等构件，之后以卫星、航空影像（GPS、GIS）支持，对影响模型进行贴图处理，提高数字模型真实性，营造虚拟化空间。采用BIM信息软件，可高效制作出道路模型。例如，构建更新的交互平面道路口，也可利用软件的内部操作部件，构建虚拟的人行道、绿化带、沟渠、车道组件、红绿灯等。按照常用的设计规范设计好道路的各项交通标识、路面的标线等。也可以按照各个地区的交通规范，创建出独特的部件。要确保施工图及各项标注都处于最新状态，与实际社会中的规范保持一致，以此便于道路工程设计人员进一步优化设计。
2.3市政道路路基优化设计
在挡土墙结构设计中，应妥善处理碰撞问题，在应用BIM技术进行三维建模时，通过创建工程项目三维模型即可充分展示出工程项目施工信息。在该市政道路施工前，通过对工程项目三维模型进行分析发现，施工过程中挡土墙结构与道路工程电缆结构发生碰撞，如果协调控制不当，则在实际施工中即可引发很多施工问题，进而对施工的顺利进行造成不良影响。对此，在BIM技术的实际应用中，可在市政道路三维模型的基础上对挡土墙结构边缘进行优化设计，避免挡土墙施工对周围环境造成不良影响，同时保证挡土墙施工质量。在碎石桩排布方面，可利用BIM技术的虚拟功能以及可视化功能对施工图纸进行优化设计，模拟碎石桩的排布形式，对于不合理位置进行调整。另外，BIM技术还具有统计功能，可对碎石桩进行统计分析，制订碎石桩排布方案。
2.4路线平面设计
在InfraWorks中，可以根据已有设计规范进行实体路线设计，确保设计出来的线路符合设计规范要求，道路模型精度及可行性较高，这是InfraWorks优势之一。在三维场地中，利用道路设计命令，基于路线控制点及真实的周边环境，可以直接在三维场地中进行平面几何线形设计，确定路线基本起始走向，并且通过直接拖拽，进行细部微调，确保设计符合规划要求，与地形地物相适应，从而获得初步路线方案设计。城市道路的平面几何线形由直线、圆曲线和缓和曲线等组成，并在InfraWorks中设置它们的规范长度，确保设计的可实施性；如果有不合理的地方，可以直接在软件中拖动设计中心线，不断地调整路线空间位置，观察不同的路线路由方案对周围环境的影响，以及是否达到预期目标。
结束语
综上所述，文章主要对BIM技术在市政道路工程设计优化中的应用方式进行详细探究。现今，市政道路工程建设数量不断增多，在具体的规划建设中需综合考虑城市环境特征、交通因素、复杂管网结构等，而传统的二维设计方式逐渐暴露出很多弊端。对此，可推广应用BIM技术，创建市政道路工程三维模型，综合考虑项目建设要求以及施工环境特征对设计方案进行优化调整，保证市政道路工程施工的顺利进行，提高项目建设效益。
参考文献
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