BIM技術(shù)在市政路橋施工中的應(yīng)用探討

鄭意忠

（廈門鷺恒達(dá)建筑工程有限公司， 福建 廈門 361000）

城市的快速發(fā)展，規(guī)模不僅越來(lái)越大，對(duì)城市的生活水平配套設(shè)施也有了更高的要求，不僅要有新的路網(wǎng)建設(shè)，還要對(duì)以前老城區(qū)復(fù)雜的道路進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)和改造，傳統(tǒng)的技術(shù)無(wú)法達(dá)到清晰、直觀的動(dòng)態(tài)技術(shù)支持。BIM技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法不能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維全過(guò)程的智能化模型流程，動(dòng)態(tài)的演示了全過(guò)程各階段的壽命周期，在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，科學(xué)施工管理的階段提供了極其重要的技術(shù)支持，在整個(gè)過(guò)程中具有工期短，質(zhì)量高，風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)，具有很高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展價(jià)值。

1 BIM技術(shù)概述

BIM的中文意思是建筑信息建模，利用三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，在實(shí)施過(guò)程中對(duì)項(xiàng)目相關(guān)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析對(duì)比，對(duì)信息進(jìn)行同步處理，從而優(yōu)化實(shí)施方案。在城市建設(shè)的大力發(fā)展階段做好技術(shù)普及，將BIM技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域當(dāng)中，作為一種發(fā)展方向進(jìn)行普及，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯。

2 BIM技術(shù)在市政路橋中的優(yōu)勢(shì)

2.1 技術(shù)具有較強(qiáng)的模仿能力

BIM技術(shù)之所以能夠在路橋工程中大范圍的應(yīng)用是因?yàn)锽IM技術(shù)在工程施工中具有無(wú)法比擬的模擬操作功能，能夠利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)儀器在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)工程的模擬操作，通過(guò)這種模擬操作進(jìn)行分析比對(duì)，規(guī)避工程設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)以及實(shí)際不能完成的施工步驟，選取最合理，科學(xué)的方案進(jìn)行實(shí)施，為能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化科學(xué)管理，建設(shè)高質(zhì)量的先進(jìn)路橋工程奠定了基礎(chǔ)。在具體施工過(guò)程中，工程技術(shù)人員會(huì)根據(jù)BIM技術(shù)應(yīng)用反饋出的信息對(duì)路橋的地形，結(jié)構(gòu)等加以分析，科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并且根據(jù)路橋的實(shí)際荷載，使用期限等，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進(jìn)，做出最適合工程長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)BIM三維技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)出的模擬操作，制定出了最優(yōu)的路橋發(fā)展方案。

2.2 能夠自動(dòng)生成和修改圖紙文檔

路橋工程利用BIM技術(shù)和相關(guān)的設(shè)備在平臺(tái)上建立好三維模型之后，就可以在整個(gè)路橋工程設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)生成項(xiàng)目設(shè)計(jì)的圖表、圖紙、文檔等，可以直觀的看到工程設(shè)計(jì)的每一處細(xì)節(jié)，并且這些圖紙也是類型豐富，平立剖以及3D視圖都可以清晰明了的體現(xiàn)出來(lái)。生成的文檔會(huì)詳細(xì)說(shuō)明路橋工程使用的工程材料、體積、面積、工程造價(jià)等重要工程信息。為整個(gè)路橋設(shè)計(jì)的施工方案和管理提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。實(shí)現(xiàn)了路橋工程從設(shè)計(jì)到施工的智能化運(yùn)行，不僅使整個(gè)路橋工程的施工效率提高，并且確保了工程信息的準(zhǔn)確性和無(wú)誤性。路橋工程設(shè)計(jì)生成的三維模型，圖紙和文檔等都是在模型生成過(guò)程中生成的，因此工程信息修改時(shí)這些相關(guān)數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)行同步更新，有效避免了工程人員查找和修改的繁瑣，讓整個(gè)路橋工程設(shè)計(jì)工作健康平穩(wěn)的進(jìn)行。

2.3 能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)科專業(yè)的協(xié)同工作

隨著路橋工程的技術(shù)水平和科學(xué)理念的不斷提升，人們對(duì)路橋工程的要求也越來(lái)越大，路橋工程的設(shè)計(jì)理念和施工難度都在不斷的增加，施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜多變，這就需要各個(gè)學(xué)科專業(yè)的技術(shù)要在同一個(gè)平臺(tái)融合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)來(lái)克服在復(fù)雜環(huán)境和復(fù)雜情況下遇到的工程難題，共享技術(shù)才是路橋工程今后的發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，包含了水電、結(jié)構(gòu)、建筑等多個(gè)學(xué)科的技術(shù)知識(shí)，這就要求有這么一個(gè)平臺(tái)能夠?qū)⑦@些各個(gè)學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)融合，BIM技術(shù)的發(fā)展剛好補(bǔ)充到路橋工程的這一空白，BIM技術(shù)將各專業(yè)學(xué)科很好的融合在一起，實(shí)現(xiàn)了路橋工程信息數(shù)據(jù)的共享，實(shí)現(xiàn)這些學(xué)科專業(yè)知識(shí)的充分發(fā)揮。BIM技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)、不同專業(yè)人員的的協(xié)同工作，有效的化解了在空間地域性的限制，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)共享的資源最大化。

3 BIM技術(shù)在市政路橋施工中的具體應(yīng)用

3.1 地形圖的處理

BIM技術(shù)在路橋工程設(shè)計(jì)中很多階段上都有應(yīng)用，BIM運(yùn)用在這些環(huán)節(jié)上，不僅能夠利用這些生成的數(shù)據(jù)信息提高整個(gè)路橋工程的設(shè)計(jì)水平，而且還可以提高工程設(shè)計(jì)的效率。線路構(gòu)建工作是道路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，是一個(gè)城市前期規(guī)劃的重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，線路穿行錯(cuò)亂，地形復(fù)雜等諸多因素都會(huì)影響著線路構(gòu)建工作，利用BIM技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)分析，規(guī)劃處最優(yōu)的路線方案，可以高效的落實(shí)線路構(gòu)建這項(xiàng)工程任務(wù)；中心線轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)直接影響著城市道路設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，也是在設(shè)計(jì)工作中不可忽視的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在3D地形圖中將道路中心線轉(zhuǎn)化成為具體目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上將城市中心線轉(zhuǎn)化為多節(jié)線路；中心線的穿插環(huán)節(jié)。城市道路工作人員深化研究和分析總結(jié)城市道路中心線的功能和結(jié)構(gòu)，在充分分析研究后準(zhǔn)確的穿插城市道路中心線。

3.2 地下管線綜合設(shè)計(jì)分析

所謂管線綜合，是指道路區(qū)域內(nèi)各個(gè)專業(yè)項(xiàng)目的垂直標(biāo)高和平面位置互相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的工作。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分利用現(xiàn)有管線的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和物探資料，科學(xué)規(guī)劃各種管道的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括半徑、方向等。通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，可以提前使用三維模擬技術(shù)進(jìn)行施工后的管道實(shí)際情況進(jìn)行三維模擬，如通過(guò)MagiCAD軟件分析相關(guān)設(shè)備管道的使用進(jìn)行建模，結(jié)合各專業(yè)的施工設(shè)備的具體需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保可以根據(jù)系統(tǒng)不同的建模過(guò)程需要從大管到小管進(jìn)行，從上到下的順序來(lái)依次進(jìn)行，這樣可以大大減少由于管路避讓問(wèn)題而導(dǎo)致的后期需要調(diào)整管路的問(wèn)題。在完成建模后，還可以進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并使用相應(yīng)的碰撞報(bào)告來(lái)決定實(shí)際管道布局是否合理、是否需要調(diào)整。

在道路管道施工過(guò)程中，市政道路管線的預(yù)埋及工程質(zhì)量缺陷，如預(yù)留孔，偏差和遺漏，BIM技術(shù)應(yīng)用在此處通過(guò)建模設(shè)計(jì)的精確定位，可以高效的定位管路位置以及預(yù)留孔洞的位置，力爭(zhēng)減少后期管路施工困難。因此，它可以完全按照“集成設(shè)計(jì)-分析模擬”的實(shí)際工程情況進(jìn)行管道設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)表達(dá)，從不同的專業(yè)角度來(lái)分析實(shí)際情況，并將模擬結(jié)果進(jìn)行實(shí)際分解，通過(guò)BIM技術(shù)得出的信息數(shù)據(jù)做出決策，縮短設(shè)計(jì)周期。

3.3 BIM技術(shù)在橫縱斷面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.3.1 道路橫向斷面的設(shè)計(jì)

只有合理地選擇構(gòu)件，才能在此基礎(chǔ)上有效地實(shí)現(xiàn)多構(gòu)件組建、拼接達(dá)到結(jié)果的實(shí)現(xiàn)。givi13d軟件作為一款業(yè)內(nèi)十分知名的市政道路設(shè)計(jì)的軟件，及其科學(xué)應(yīng)用和合理的設(shè)計(jì)可以提高科學(xué)性和市政道路工程BIM數(shù)據(jù)信息模型的合理性。從目前的市政道路設(shè)計(jì)情況，在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)道路橫斷面的設(shè)計(jì)一直是最關(guān)鍵的內(nèi)容，無(wú)論是橋面鋪裝路基的設(shè)計(jì)布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、道路寬度、車道或人行道的寬度和布局，所需的設(shè)計(jì)完全結(jié)合市政道路的使用和需求的道路等級(jí)等因素。通過(guò)設(shè)置節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，可以有效地拓寬橋梁和道路。另外，通過(guò)截面材料的設(shè)置可以有效地計(jì)算工程量。

3.3.2 道路縱斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)在的軟件需求，做好模型設(shè)計(jì)需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中做好模型設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)，BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，在模型基礎(chǔ)上對(duì)各種文件數(shù)據(jù)，信息的采集，然后在數(shù)據(jù)信息中了解浮動(dòng)的范圍，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，設(shè)計(jì)出符合設(shè)計(jì)需求的結(jié)果，最終形成設(shè)計(jì)圖。在軟件的使用過(guò)程中，形成階段地形在曲面上建立斷面指令來(lái)生成，在更改過(guò)道路中心線后，地面線也會(huì)隨即更改，這樣就大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作時(shí)間，提高了工作效率。之后再點(diǎn)擊“按布局創(chuàng)建縱斷面”按鈕之后，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路的基本更改和設(shè)計(jì)。

綜上所述，BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助平臺(tái)上的應(yīng)用帶入到建筑領(lǐng)域中擁有著多方面的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)和架構(gòu)進(jìn)行分析研究，改革了整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的理念，帶動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)步，促進(jìn)了發(fā)展，是建筑設(shè)計(jì)走上了可持續(xù)發(fā)展的道路。社會(huì)的發(fā)展讓人們的生活水平不斷提高，人們的需求也越來(lái)越多樣化，科學(xué)技術(shù)讓BIM技術(shù)更加科學(xué)化、智能化，并且促進(jìn)不斷的發(fā)展中滿足這人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的多樣化需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中會(huì)發(fā)揮出更大的作用，并且更加合理性、保障性、安全性方面會(huì)不斷提高，為整個(gè)城市設(shè)計(jì)路橋設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供更大的幫助。

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