BIM技術(shù)助推市政路橋設(shè)計新機遇

鮑錦榮

摘 要 近些年，在工程設(shè)計中BIM技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛，尤其是在工民建等行業(yè)，其應(yīng)用已經(jīng)取得諸多成果，但在平縱關(guān)聯(lián)影響下，BIM技術(shù)在市政路橋中的應(yīng)用受到限制。經(jīng)歷了道橋工程建設(shè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用，為市政行業(yè)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用開了先河，為同類工程應(yīng)用BIM技術(shù)提供了幫助，促進了企業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù) 市政路橋 設(shè)計 新機遇

BIM數(shù)字化模型的建設(shè)，為市政工程整體建立了各構(gòu)件族庫，進而形成信息化模型，在模型建設(shè)和族庫應(yīng)用中不僅檢查了工程設(shè)計，還計算了工程量，將二維模式施工圖在系統(tǒng)中生成，因此，在市政工程中應(yīng)用BIM技術(shù)可避免返工現(xiàn)象，保證施工效率，使市政路橋工程得到信息化管理。

一、在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)建立模型

（一）建立族庫

在BIM技術(shù)中，Autodesk Revit（建筑設(shè)計和施工軟件）屬于一個核心軟件，這一軟件是基于構(gòu)件功能，使項目各個構(gòu)件得到組建。族作為一種載體，承載著多種參數(shù)信息，面向路橋工程利用BIM技術(shù)開發(fā)了建模系統(tǒng)。而這一系列軟件中，參數(shù)化構(gòu)件即為族，應(yīng)用人員可依據(jù)設(shè)計需求自由創(chuàng)建不同的構(gòu)件族。

在市政路橋工程中，族庫建立是利用已有參數(shù)化樣板族進行，僅需要對族參數(shù)進行調(diào)整，此種做法可以盡量使建模時間縮短，把已經(jīng)建立完成的構(gòu)件族在族庫中保存，如果日后工程中有類似構(gòu)件族出現(xiàn)，則只要對相應(yīng)參數(shù)進行更改即可，在一定程度上避免了重復(fù)性工作。

在市政路橋族庫建設(shè)中，首先需要創(chuàng)建基礎(chǔ)族，其次需要創(chuàng)建墩臺族，最后創(chuàng)建主梁族。以某橋梁為例，其以柱為基礎(chǔ)，以二維圖紙為依據(jù)，通過BIM技術(shù)的核心軟件對Revit本身的結(jié)構(gòu)樣板文件進行調(diào)用，形成基礎(chǔ)族庫，將各基礎(chǔ)參數(shù)輸入其中，從立面試圖角度和平面視圖角度對基礎(chǔ)模型進行檢查，看其是否存在錯誤，進而獲得三維模式下的基礎(chǔ)模型視圖。因該工程地址位于公路及其旁邊河溝斜向相交于本線法線30°左右位置，為防止壓縮河道出現(xiàn)泄洪斷面現(xiàn)象，同時避免本線工程建設(shè)影響公路，按照渠道方向斜向設(shè)置承臺橋墩，并扭轉(zhuǎn)30°左右，利用BIM技術(shù)的核心軟件的融合功能以及拉伸功能形成墩臺族。另外，該工程為鋼構(gòu)連續(xù)梁，在創(chuàng)建主梁族時應(yīng)準(zhǔn)確定位梁體，同時處理好梁體截面縱坡。

（二）建立工程整體模型

在建立好各構(gòu)件時，在Revit Structure中，通過已經(jīng)建立完成的族庫形成項目文件，再在項目文件中載入已經(jīng)建立完成的族庫，并對各構(gòu)件位置進行調(diào)整，以形成信息化整體模型。以地形和地質(zhì)條件為依據(jù)，將已經(jīng)建立完成的基礎(chǔ)族庫、墩臺族庫、主梁族庫等在項目文件中載入，再對項目文件中各構(gòu)件位置進行調(diào)整就可以形成整體模型。

二、在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)自動計算工程量

針對市政路橋所涉及的所有工程信息均可以通過BIM技術(shù)在模型數(shù)據(jù)庫中進行儲存，并且可以通過計算機隨時讀取，利用此種方式可以自動分析和計算工程量，避免了人工操作造成的失誤問題，并且隨著設(shè)計發(fā)生變化，自動計算的工程量也會隨之發(fā)生變化，以確保工程量數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。

通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫，建立三維數(shù)據(jù)模型，BIM技術(shù)核心軟件的應(yīng)用所建立起的數(shù)據(jù)信息模型集合了多種數(shù)據(jù)，不僅包括多種構(gòu)件圖元，還包括模型以及視圖的相關(guān)圖元，不同圖元間相互聯(lián)系?，F(xiàn)階段，可對BIM技術(shù)核心軟件建立的文件進行訪問，以獲取其實體信息，另外，通過其所提供了數(shù)據(jù)庫連接口，以獲取其實體信息。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可對工程量進行自動計算，以估算成本，對比工程方案，從中選出最優(yōu)方案。另外，這些工程量不僅在施工前對工程量進行預(yù)算，還可以對竣工之后工程量進行結(jié)算，保障工程量準(zhǔn)確無誤。

三、在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)自動生成二維施工圖

傳統(tǒng)意義上，施工圖中如果有一處發(fā)生變動，則整體圖紙內(nèi)容均需要隨之改變，并且只能通過人工的方式進行變動，不僅浪費時間，而且浪費精力，且容易存在修改遺漏問題等。對此，在市政路橋工程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以自動生成施工圖，并且可以實時更新二維圖效果，即便是任意一處需要作出改動，其他內(nèi)容也會隨之變化，實現(xiàn)自動修改和更新，相比于傳統(tǒng)施工圖，BIM技術(shù)應(yīng)用之后，施工圖更加簡單和容易，避免了修改浪費大量時間和精力，使設(shè)計效率得到提升。同時也避免了因市政工程本身復(fù)雜性影響而導(dǎo)致的修改遺漏問題，保證施工圖的準(zhǔn)確性和可行性。

在傳統(tǒng)設(shè)計工作中，施工圖可通過CAD軟件進行繪制，較為方便，但也需要手工繪制的輔助，如平面和立面圖，另外，剖面圖均需手工完成，同時還需要對各圖形的詳圖進行逐一繪制，工作量比較大。加上市政路橋工程本身具有一定的復(fù)雜性，尤其是橋梁工程更是包含許多細部構(gòu)造，對于這部分內(nèi)容的圖紙繪制則容易出現(xiàn)遺漏或錯誤，使圖紙質(zhì)量受到影響，還會對后期施工建設(shè)產(chǎn)生影響，甚至出現(xiàn)變更設(shè)計、返工等現(xiàn)象，不僅延緩了工程建設(shè)工期，還會增加工程費用。

在建立完成三維模型之后，應(yīng)用BIM技術(shù)核心軟件，可以以工程需求為依據(jù)自動生成與之相對應(yīng)的平面圖、立面圖，另外還可以生成剖面圖及其細部圖等。相比于傳統(tǒng)設(shè)計中所用到的CAD技術(shù)，BIM技術(shù)在市政路橋中的作用得到充分發(fā)揮和體現(xiàn)。應(yīng)用BIM技術(shù)建立起的三維模型，使空間需求得到滿足的同時可以自動生成二維施工圖，并將細部構(gòu)造圖細致、準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來，同時可以將無法用平面圖顯示或顯示之后難以理解的構(gòu)件均以立體的形式展現(xiàn)出來，促進了市政路橋建設(shè)。

四、在市政路橋設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐

近年來，在傳統(tǒng)工程設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用，為工程建行業(yè)帶來新機遇，其建設(shè)成果的實際應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，對于此，我們應(yīng)重視BIM技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新，通過這一技術(shù)將傳統(tǒng)設(shè)計中存在的不足之處得到彌補，由于傳統(tǒng)設(shè)計中，空間位置問題容易被忽視，因此容易出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象等，而應(yīng)用BIM技術(shù)避免了設(shè)計失誤，使設(shè)計質(zhì)量得到顯著提升。在路橋設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，以往難以將其在空間線性結(jié)構(gòu)中充分應(yīng)用，主要是因為三維線性之間的關(guān)系問題。而如何將BIM技術(shù)在同時存在平曲線和縱曲線的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用是工程師亟須解決的問題。對于此，通過參數(shù)化部件對各種線性結(jié)構(gòu)的擬合，使這類問題得到有效解決，且在實際工程中的應(yīng)用效果良好。另外，要想充分發(fā)揮BIM技術(shù)在市政路橋設(shè)計中的應(yīng)用價值，需要培養(yǎng)技術(shù)骨干力量，組建具備綜合技術(shù)力量的設(shè)計團隊，充分體現(xiàn)BIM技術(shù)的優(yōu)勢。就路橋工程而言，在梭魚灣周邊道路橋梁工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用取得良好效果，為大連市應(yīng)用這一項技術(shù)開了先河。BIM技術(shù)的應(yīng)用可開展三維輔助設(shè)計，避免了設(shè)計失誤問題，使設(shè)計圖紙質(zhì)量得到提升。

五、結(jié)語

在市政路橋設(shè)計中，BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了支持作用。在設(shè)計階段，BIM技術(shù)以輔助工具的形式參與其中，在多個環(huán)節(jié)體現(xiàn)了其優(yōu)勢和特點。伴隨BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用，其對市政路橋設(shè)計的意義也愈加重要。盡管現(xiàn)階段BIM技術(shù)不具備較強的針對性特點，但這一技術(shù)的應(yīng)用為路橋工程提供了信息化設(shè)計和管理平臺，實現(xiàn)了信息集成以及信息共享，推動著路橋事業(yè)發(fā)展。

（作者單位為沈陽建筑大學(xué)管理學(xué)院）

參考文獻

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