BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用淺述

文/羅馳 中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽 110003

1、BIM技術(shù)的論述

BIM技術(shù)也就是建筑信息模型，歸屬于數(shù)字化信息技術(shù)，其可以通過各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息的集成來制定數(shù)據(jù)信息模型。把BIM技術(shù)應(yīng)用到市政道路設(shè)計(jì)之中，可以使設(shè)計(jì)效率大大提升。在市政道路設(shè)計(jì)過程中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以利用數(shù)字化方式真實(shí)的繪制出項(xiàng)目實(shí)物或者是其功能特性，從而打造虛擬的數(shù)字化模型。同時(shí)BIM技術(shù)還可以在載體上儲(chǔ)存項(xiàng)目的各個(gè)數(shù)據(jù)信息，以使項(xiàng)目物理屬性以及非物理屬性獲得明確地描述，從而打造出一個(gè)充滿智能化技術(shù)并且數(shù)據(jù)內(nèi)容也非常豐富的數(shù)據(jù)信息模型。BIM技術(shù)也能夠用于建立有效的數(shù)據(jù)信息模型，從而使數(shù)據(jù)信息得到更好的傳遞以及共享。BIM技術(shù)具有眾多優(yōu)勢(shì)，比如說開放交互性、3D參數(shù)化以及信息化等，其中利用3D參數(shù)化這一特征可以根據(jù)項(xiàng)目的各個(gè)參數(shù)來快速地建立并制作數(shù)字3D模型，同時(shí)對(duì)其展開有效分析并進(jìn)行模擬，使市政道路成果真實(shí)地反映到人們的眼前。

2、市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 工程量的精準(zhǔn)計(jì)算

受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的影響, 市政道路工程量相對(duì)較多, 如路面和土石方等工程計(jì)算, 若是地形呈現(xiàn)起伏較大現(xiàn)狀, 則會(huì)造成設(shè)計(jì)誤差的出現(xiàn)。而對(duì)于BIM的運(yùn)用, 能夠?qū)Ω髂K幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算, 以此獲取面積和體積等數(shù)據(jù)。然后按照路基設(shè)計(jì)曲線與地形曲線進(jìn)行工程量的明確,通過專業(yè)計(jì)算工具等精準(zhǔn)計(jì)算工程量, 以此自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)信息。

2.2 信息化功能

BIM信息技術(shù)最為重要的就是信息，與傳統(tǒng)的軟件模型進(jìn)行比較來說，BIM建筑模型最大的特點(diǎn)就是能夠把信息當(dāng)中具備的功能全面的進(jìn)行展現(xiàn)，此外，還能夠把BIM建筑的模型當(dāng)作信息庫，可以對(duì)相關(guān)的用戶提供詳細(xì)的報(bào)表清單信息，而且可以有效的確保及時(shí)性以及可靠性。如果在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，要對(duì)報(bào)表進(jìn)行修改的情況，那么相應(yīng)的信息就會(huì)自動(dòng)的發(fā)生改變，不但大大的節(jié)省了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間以及精力，還更好的保障了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2.3 強(qiáng)大的分析和模擬能力

市政道路設(shè)計(jì)過程, BIM技術(shù)能夠?qū)こ坛晒M(jìn)行直觀了解, 以便于進(jìn)行前期論證與方案優(yōu)化。對(duì)于設(shè)計(jì)人員, 需要通過BIM技術(shù)進(jìn)行問題的判斷, 業(yè)主還可以提前掌握工程與心理預(yù)期差異, 確保初期問題得到及時(shí)處理。對(duì)于部分復(fù)雜工程, 若是選擇二維設(shè)計(jì)方式進(jìn)行, 很難對(duì)設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行呈現(xiàn), 需要通過三維建模的運(yùn)用, 及時(shí)解決手工勞動(dòng)等問題, 以此提升整體效率。

3、BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 道路縱斷面設(shè)計(jì)

目前國內(nèi)常用的道路設(shè)計(jì)軟件的縱斷面設(shè)計(jì)功能，基本流程為先編制原地面線文件，然后生成原地面線，再在生成的原地面線上繪制拉坡線，并調(diào)整拉坡線直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。然后將拉坡線儲(chǔ)存為豎曲線設(shè)計(jì)文件，再調(diào)用原地面線文件、豎曲線文件生成最終的道路縱斷面設(shè)計(jì)圖。Civil 3D采用三維地形為設(shè)計(jì)的基本資料，地面線可以直接通過“從曲面創(chuàng)建縱斷面”命令生成。且道路中心線修改之后，地面線會(huì)自動(dòng)更新，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和精力。使用“按布局創(chuàng)建縱斷面”可進(jìn)行拉坡線設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)縱斷面繪制完成后，查看自動(dòng)生成的豎曲線要素和坡度、坡長等指標(biāo)，如發(fā)現(xiàn)不滿足規(guī)范，則點(diǎn)擊編輯縱斷面形狀命令，在彈出的子工具條中，點(diǎn)擊縱斷面布局參數(shù)命令，打開布局對(duì)話框。然后點(diǎn)取邊坡點(diǎn)，在布局對(duì)話框中修改邊坡點(diǎn)里程樁號(hào)、邊坡點(diǎn)標(biāo)高、豎曲線半徑、坡度、坡長等參數(shù)。

3.2 數(shù)字地面模型

數(shù)字地面模型是通過數(shù)字將區(qū)域地形用一系列表示地面點(diǎn)的X、Y以及表示高度的Z數(shù)據(jù)來表示。在大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)院得到的是二維地形圖，即高程點(diǎn)和等高線在CAD中的實(shí)際高度為0，實(shí)際高度為標(biāo)注在旁邊的數(shù)字。利用高程點(diǎn)和等高線以生成不規(guī)則三角網(wǎng)格模型。不規(guī)則三角網(wǎng)根據(jù)區(qū)域有限個(gè)點(diǎn)集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。如果點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，該點(diǎn)的高程值通常通過線性插值的方法得到。不規(guī)則三角網(wǎng)不僅要存儲(chǔ)每個(gè)點(diǎn)的高程，還要存儲(chǔ)其平面坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、三角形及鄰接三角形等關(guān)系，這大大提高了數(shù)字地面模型的精度。

在生成數(shù)字地面模型后，可以即時(shí)查看三維地形，從而對(duì)設(shè)計(jì)區(qū)域的地貌有一個(gè)直觀的感受。此外，通過三維模型，可以找到高程異常點(diǎn)，以此判定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，刪除不良數(shù)據(jù)。

3.3 三維建模設(shè)計(jì)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市道路的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這對(duì)于城市道路設(shè)計(jì)的要求也越來越高，在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行城市道路設(shè)計(jì)時(shí)不僅僅提高了城市道路設(shè)計(jì)者的效率，而且在很大程度上提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，避免了在設(shè)計(jì)過程中沒有必要出現(xiàn)的錯(cuò)誤。通過BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，通過BIM建立控制參數(shù)及草圖的設(shè)計(jì)，在城市道路結(jié)構(gòu)的基本屬性之上進(jìn)行參數(shù)的控制設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，BIM三維模型在線路和地質(zhì)等相關(guān)信息輸入之后，運(yùn)用一系列命令建立相關(guān)模型，設(shè)計(jì)出來的三維模型更加地立體和直觀，充分地展現(xiàn)出了設(shè)計(jì)者的意圖。

結(jié)語：

我國城市建設(shè)仍處于飛速發(fā)展期，并依然在走短平快的路，所以注重精工慢活同時(shí)具有創(chuàng)造性的工程數(shù)量仍舊較少。因此從表面上來看，我國市政道路項(xiàng)目對(duì)BIM技術(shù)的需求是較少的，但是隨著城市的不斷發(fā)展前進(jìn)，市政道路建設(shè)會(huì)越來越注重質(zhì)量，再加上市政道路項(xiàng)目的基數(shù)大，對(duì)精品工程的需求越來越高，由此BIM技術(shù)的應(yīng)用力度也在不斷升高。BIM技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)使市政道路的設(shè)計(jì)理念受到很大的沖擊，并使工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)又一次革命，盡管BIM技術(shù)的推廣會(huì)受到重重阻礙，但是其發(fā)展前景仍舊非常廣闊。