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

涂勇峰 許驍

（寧波市市政工程前期辦公室）

1 引言

市政道路建設(shè)質(zhì)量直接影響著人們的日常生活，市政道路設(shè)計(jì)備受關(guān)注。隨著市政道路設(shè)計(jì)不斷跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流，積極應(yīng)用各種創(chuàng)新性技術(shù)，特別是BIM技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了市政道路建設(shè)在設(shè)計(jì)層面重大發(fā)展進(jìn)步。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用必要性

BIM是CAD技術(shù)之后廣泛應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。BIM技術(shù)能夠極大地幫助提高設(shè)計(jì)人員的工作效率與質(zhì)量，同時(shí)還能有效地促進(jìn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的充分挖掘，避免信息浪費(fèi)。在建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，采用BIM技術(shù)，可以直接進(jìn)行施工，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)械設(shè)備等方面展開(kāi)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，建立一個(gè)3D設(shè)計(jì)模型，由于在BIM技術(shù)內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而有效地避免了數(shù)據(jù)重復(fù)輸入導(dǎo)致的誤差。

在統(tǒng)計(jì)材料表時(shí)，可以通過(guò)BIM技術(shù)自動(dòng)提取二維設(shè)計(jì)圖紙以及待建材料清單信息來(lái)生成。運(yùn)用專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)軟件，可以定期檢查使用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的模型各項(xiàng)指標(biāo)是否符合相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范。使用程序標(biāo)準(zhǔn)分析結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入相關(guān)專(zhuān)業(yè)分析軟件，例如綠色建筑軟件、環(huán)境分析軟件，能量監(jiān)測(cè)軟件等，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種情景環(huán)境的快速分析與模擬；建立一個(gè)較為全面的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)渠道，支持碰撞檢查，利用BIM技術(shù)快速計(jì)算出材料需求數(shù)量，進(jìn)而較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出項(xiàng)目成本。在工程施工階段，可以結(jié)合各種軟件，利用BIM技術(shù)對(duì)施工項(xiàng)目實(shí)施仿真建設(shè)，作為工程建設(shè)流程的預(yù)演。在建筑物模擬時(shí)，需要迅速且及時(shí)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的問(wèn)題，提出合理且有效的改進(jìn)措施，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就要迅速采取措施進(jìn)行校正或者調(diào)整。因而，對(duì)于大型綜合設(shè)計(jì)單位，十分有必要加強(qiáng)BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，應(yīng)用BIM技術(shù)不僅可以提升設(shè)計(jì)水平、加快設(shè)計(jì)效率，還可以有效保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，此外，BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)果還可以積極擴(kuò)展至施工階段以及運(yùn)營(yíng)服務(wù)管理等工作過(guò)程中，大大提高科技含量，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

3 BIM技術(shù)概述和特點(diǎn)

3.1 概述

BIM技術(shù)全稱(chēng)為“建筑信息建模技術(shù)”，概念就是指將建筑項(xiàng)目的施工進(jìn)度等各項(xiàng)工程信息全部集中包含于三維模型之中，并且真真切切地貫穿整個(gè)建筑項(xiàng)目的全生命周期。傳統(tǒng)的CAD軟件僅僅專(zhuān)注于繪圖領(lǐng)域，而B(niǎo)IM技術(shù)則將其擴(kuò)展到了工程造價(jià)、項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃等方方面面，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目的精確管理。

3.2 道路BIM三維模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

道路BIM三維模型系統(tǒng)包含橋梁、隧道、地面模型、地形紋理、道路及其附屬物、軌道交通、房屋建筑、水域景觀等多種組成要素。要想在在一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)中呈現(xiàn)這么多要素，就必須采用分割與歸并的理念，根據(jù)實(shí)體特點(diǎn)，分開(kāi)單獨(dú)構(gòu)建模型。最后通過(guò)整合拼接、增加分析模塊，成功構(gòu)建出完整的模型系統(tǒng)。

圖1 道路三維模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

（1）統(tǒng)一性。在工程建筑項(xiàng)目過(guò)程中，信息管理是一項(xiàng)工作量十分龐大的工作，而且處理不同的項(xiàng)目信息還需要對(duì)應(yīng)的專(zhuān)業(yè)人員才可以應(yīng)對(duì)。在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過(guò)程中，就只能對(duì)這些信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析處理，一旦想要提取更加復(fù)雜的信息，就難以入手，而應(yīng)用了BIM技術(shù)以后，由于建筑工程在BIM技術(shù)的支持下，具有了統(tǒng)一格式的信息結(jié)構(gòu)，所有該建筑工程模型下的信息都可以重復(fù)使用，并且可以高效利用，充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)建與修改過(guò)程中也十分簡(jiǎn)單。

（2）集中性。由于建筑行業(yè)涉及領(lǐng)域眾多，牽涉利益方也十分復(fù)雜，在市政工程道路設(shè)計(jì)中，各項(xiàng)工作分工都具有一定的交叉性，因此難以有效管理。而通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有涉及領(lǐng)域、牽涉利益方以及工程項(xiàng)目分工進(jìn)行有效的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，快速完成信息溝通、處理與存儲(chǔ)。

（3）共享性。工程項(xiàng)目信息往往需要在眾多參與方間反復(fù)傳遞，因此實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息共享對(duì)加強(qiáng)項(xiàng)目工作協(xié)調(diào)性十分有利。BIM模型就可以完成不同參與者之間的信息流實(shí)時(shí)交換工作，加強(qiáng)參與者間的實(shí)時(shí)溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中的問(wèn)題，采取應(yīng)對(duì)措施，增強(qiáng)人員與工作間的協(xié)作程度。

（4）壓縮性。工程項(xiàng)目的各個(gè)階段都涉及大量信息，這些信息大大地增加了項(xiàng)目管理的難度。而應(yīng)用BIM技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有項(xiàng)目涉及信息的快速梳理與壓縮，有效的提高了信息溝通效率。

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

4.1 場(chǎng)地規(guī)劃分析

將BIM技術(shù)應(yīng)用于市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，首要應(yīng)用環(huán)節(jié)就是場(chǎng)地規(guī)劃環(huán)節(jié)。在場(chǎng)地規(guī)劃過(guò)程中，先利用BIM技術(shù)將場(chǎng)地內(nèi)元素以立體的形式直觀地表達(dá)出來(lái)，這樣才可以將場(chǎng)地內(nèi)的布置工作做得更好。在建立場(chǎng)地模型過(guò)程中，要運(yùn)用專(zhuān)業(yè)軟件導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)地形，注意導(dǎo)入地形工作要嚴(yán)格按照標(biāo)高方格網(wǎng)來(lái)進(jìn)行，同時(shí)，對(duì)于市政道路的排水系統(tǒng)以及標(biāo)高系統(tǒng)要提前做好策劃工作，盡量減少臨時(shí)建設(shè)的挖方填方。其次，在市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，要積極結(jié)合地理信息系統(tǒng)優(yōu)化道路布局，進(jìn)而保證道路設(shè)計(jì)工作充分智能化。

4.2 地下管線綜合設(shè)計(jì)

地下管線綜合設(shè)計(jì)工作通常包括以下內(nèi)容：①要做好市政道路橫斷面的各個(gè)工程項(xiàng)目的布置工作；②要做好豎向高程的協(xié)調(diào)工作。在進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)時(shí)，要提前了解地下管線的相關(guān)資料，迅速掌握規(guī)劃管線的種類(lèi)、管線的管徑以及管線的走向等資料，從而通過(guò)借助BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)管線排布模擬。借助BIM技術(shù)對(duì)地下管線實(shí)施綜合布局，提前確定各個(gè)管件的尺寸，進(jìn)而將管件尺寸上報(bào)給加工廠及時(shí)加工。此外，由于在市政道路建設(shè)工程的預(yù)埋階段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槭┕げ划?dāng)而產(chǎn)生漏留孔洞、漏埋套管以及預(yù)埋位置不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。這時(shí)就要利用BIM技術(shù)，對(duì)管線的預(yù)留孔洞實(shí)施精準(zhǔn)定位，有效減少后期施工困難。

4.3 道路景觀分析

在市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要利用BIM技術(shù)對(duì)道路景觀進(jìn)行三維模擬，進(jìn)而便于科學(xué)分析景觀布置。通過(guò)BIM技術(shù)可以將道路兩旁的植物群視為一個(gè)整體，能夠十分快速地將其導(dǎo)入到模型之中，利用模型對(duì)景觀植物進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)其空間布局以及養(yǎng)護(hù)高度進(jìn)行合理規(guī)劃，最終保障市政道路景觀設(shè)計(jì)的圓滿(mǎn)完成。

4.4 工程量統(tǒng)計(jì)分析

在市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)可以有效的完成工程量分析，將建設(shè)項(xiàng)目的工程量迅速提取出來(lái)，結(jié)合算量軟件，讓工程量可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而得出工程量清單。例如，斯維爾算量軟件以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的算量軟件，利用該軟件可以快速識(shí)別算量建模，根據(jù)不同規(guī)則，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)鋼筋、土建以及混凝土工程量的精確測(cè)算，隨后生成工程量清單，為后續(xù)的材料采購(gòu)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市市政道路的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，建設(shè)數(shù)量與質(zhì)量要求都在不斷地提高。BIM技術(shù)體現(xiàn)出來(lái)的高效、快速等特點(diǎn)極大地提升了市政道路設(shè)計(jì)水平。通過(guò)BIM技術(shù)可以有效解決市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種難題，在市政道路設(shè)計(jì)中發(fā)揮出舉足輕重的作用?？傊?，BIM技術(shù)應(yīng)用于市政道路設(shè)計(jì)，有利于提升市政道路建設(shè)效率，有利于保障市政道路施工質(zhì)量，因此各建設(shè)單位應(yīng)該大力推廣該技術(shù)，打破行業(yè)限制，為BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展以及市政道路建設(shè)構(gòu)建良好的環(huán)境。

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