BIM技術(shù)在城市道路中的應(yīng)用研究

陳良銳

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

0 引言

隨著我國人民生活質(zhì)量的不但提高，在我國國家基礎(chǔ)建設(shè)日益發(fā)展的二十一世紀(jì)，人們在城市化進(jìn)程中已經(jīng)不單單是追求建設(shè)速度，建設(shè)更高質(zhì)量的城市結(jié)構(gòu)成為了當(dāng)前發(fā)展的主旋律，而作為整個(gè)城市的骨架網(wǎng)道路來說，也需要得到更高要求的建設(shè)和發(fā)展，所以對于提升城市道路建設(shè)品質(zhì)十分關(guān)鍵和重要。本文通過對BIM 技術(shù)的闡述和引導(dǎo)，將BIM 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用到道路全壽命周期建設(shè)設(shè)計(jì)中，對城市道路設(shè)計(jì)水平提升具有十分重要的意義和幫助。

1 BIM 技術(shù)概述

1.1 BIM 技術(shù)概念

BIM 全稱為Building Information Modeling。BIM 最早起源于美國，在美國萌芽后因契合國家基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求，得到不斷提升和蔓延，最終在世界各地發(fā)達(dá)國家得到推廣應(yīng)用。BIM 技術(shù)根據(jù)其自身含義包含了三方面意義：①B--Building意思是廣義的建筑，包含了我國國家基礎(chǔ)建設(shè)中道路、橋梁、隧道、巖土、房屋建設(shè)等。②I--Information 即廣義信息的意思，這里的信息表示為在整個(gè)全壽命周期中所有數(shù)據(jù)匯總起來的統(tǒng)稱，其中包括了在項(xiàng)目可行性研究和設(shè)計(jì)過程中的不斷變更所帶來的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。③M--Modeling 即廣義模型含義，表示的是在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中，通過不同專業(yè)的技術(shù)人員在設(shè)計(jì)出來的數(shù)據(jù)模型中匯合起來做成的項(xiàng)目完整的三維立體空間模型。

1.2 BIM 技術(shù)研究情況

隨著美國提出的BIM 理念后，在其他國家得到了很快的發(fā)展推廣，其中包括澳大利亞、歐洲等地方，美國GSA（總務(wù)署）和NIBS（建筑科學(xué)院）制定頒發(fā)了響應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)指南和國家標(biāo)準(zhǔn)，對政府項(xiàng)目和各大學(xué)研究中心采用BIM 技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和建設(shè)。

我國BIM 技術(shù)的引入和推廣相對來說要遲緩一些，從2010年開始我國各地區(qū)開始頒布BIM 技術(shù)相應(yīng)的技術(shù)指南和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)BIM 技術(shù)在行業(yè)中的良性發(fā)展。

我國BIM 技術(shù)發(fā)展雖相對滯后，但BIM 技術(shù)在我國的建筑行業(yè)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用方面已經(jīng)取得了較為多的成果和案例，在我國城市道路建設(shè)中，BIM 技術(shù)城市道路發(fā)展相較于建筑行業(yè)發(fā)展要落后一些，特別是在重視程度上也是近幾年隨著政府相關(guān)文件的出臺(tái)才開始日益進(jìn)入行業(yè)視野中。

2 BIM 技術(shù)與城市道路設(shè)計(jì)軟件結(jié)合

BIM 技術(shù)在土建行業(yè)中如火如荼不斷發(fā)展，在整個(gè)不斷推進(jìn)過程中所帶來的信息收集處理整合的高效率給市政行業(yè)帶來了很大的沖擊，項(xiàng)目施工全過程的三維數(shù)值化模擬、3D 漫游項(xiàng)目全景以及對項(xiàng)目聲學(xué)影響分析、光學(xué)影響分析以及項(xiàng)目耗能情況模擬分析等一系列以往實(shí)現(xiàn)不了的技術(shù)分析對城市道路建設(shè)起到了很好的促進(jìn)作用。

BIM 技術(shù)需要得到一系列軟件整合在一起的軟件支撐，而在城市道路行業(yè)設(shè)計(jì)中就有很多軟件可以和BIM 技術(shù)很好的契合，分別是：Google Earth、Civil 3D、3Ds Max Design、ArcGIS、Sketchup、Navisworks 等軟件。

Civil 3D 是Autodesk 公司面向真?zhèn)€土木行業(yè)所出品的一款具有很強(qiáng)大功能的3D 設(shè)計(jì)繪制軟件，并且可以通過在其中設(shè)計(jì)出來的三維項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析，Civil 3D 基于AutoCAD 開發(fā)設(shè)計(jì)，具有更健全的功能。

3Ds Max Design 是一款功能強(qiáng)大的動(dòng)畫設(shè)計(jì)渲染軟件，可以為城市道路整個(gè)三維模型進(jìn)行細(xì)節(jié)處理和整體動(dòng)畫渲染，3Ds Max 在建筑行業(yè)中一直是處于較為主要的專業(yè)效果渲染軟件。在Civil 3D 設(shè)計(jì)建立完成城市道路模型后，可以通過3Ds Max進(jìn)行動(dòng)畫渲染處理從而得到整個(gè)城市道路三維效果景觀展示。

ArcGIS 為設(shè)計(jì)人員提供完整的GIS 數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，在這個(gè)具有完備數(shù)據(jù)的平臺(tái)中能夠隨時(shí)對城市道路中的路網(wǎng)管線進(jìn)行設(shè)計(jì)編輯和必要分析，同時(shí)也能夠?qū)笃诘倪\(yùn)營維護(hù)進(jìn)行相應(yīng)管控。

Sketchup 對于設(shè)計(jì)人員來說是一款能夠?qū)?Ds Max Design 和Google Earth 有效結(jié)合起來的軟件，Sketchup 能夠?qū)?Ds Max 中已經(jīng)制作的三維模型直接輸出到Google Earth，也能將Google Earth 中的三維模型導(dǎo)入到3Ds Max 中進(jìn)行再設(shè)計(jì)制作。

Navisworks 可以將已經(jīng)在Civil 3D 中設(shè)計(jì)制作完成的三維模型進(jìn)行施工進(jìn)程設(shè)計(jì)制作，通過城市道路模型中的細(xì)節(jié)碰撞檢查和施工進(jìn)度計(jì)劃模擬來提高模型后處理效率，從而能夠設(shè)計(jì)更加適合項(xiàng)目的施工進(jìn)度計(jì)劃方案。

3 BIM 技術(shù)在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

城市道路建設(shè)在我國加速發(fā)展建設(shè)的同時(shí)，也在孕育和培養(yǎng)更加符合時(shí)代的設(shè)計(jì)方法，BIM 技術(shù)正是很好的適應(yīng)了時(shí)代的需求，BIM 技術(shù)中的Civil 3D 以及其配合軟件形成的整體很好的將城市道路建設(shè)高效率的完成。

通過使用BIM 技術(shù)對道路模型的建立，設(shè)計(jì)人員能夠很好的將道路設(shè)計(jì)中的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行高效率處理，并在最后有機(jī)整合為一體，下面對這幾個(gè)方面的方法技術(shù)進(jìn)行闡述。

3.1 道路平面設(shè)計(jì)

道路平面設(shè)計(jì)中最重要的是對于城市道路中心線的確定，根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）對于道路相應(yīng)指標(biāo)的規(guī)定，控制各參數(shù)要素和統(tǒng)籌考慮各類情況是十分重要的。平面設(shè)計(jì)為整個(gè)項(xiàng)目模型的道路網(wǎng)框架進(jìn)行搭建，紅線范圍內(nèi)的各類建筑物需要謹(jǐn)慎考慮，使用Civil 3D 對地面模型和各類建筑物模型精確尺寸的展現(xiàn)在三維地形圖中能夠更加直觀的觀測各種方案的具體情況，更好地對地形圖進(jìn)行可視化選線操作。

3.2 道路縱斷面設(shè)計(jì)

道路的縱斷面設(shè)計(jì)在我國之前常用的設(shè)計(jì)軟件中使用主要的設(shè)計(jì)方式為：先通過對原地面線文件進(jìn)行相應(yīng)編輯，通過生成地面線文件，通過在原地面線文件上進(jìn)行相應(yīng)的拉坡設(shè)計(jì)，然后往返觀測是否滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，不斷對拉坡設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整處理，最后將定稿的拉坡設(shè)計(jì)方案生成相應(yīng)的文件儲(chǔ)存到地面線和豎曲線文件中以備后續(xù)設(shè)計(jì)使用。

3.3 道路橫斷面設(shè)計(jì)

道路橫斷面設(shè)計(jì)的主要責(zé)任是將橫斷面中的車行道、人行道、中央分隔帶等設(shè)計(jì)通過滿足規(guī)范條件情況下相互選用合適的尺寸結(jié)合起來。BIM 技術(shù)通過Civil 3D 在道路橫斷面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程主要是利用合理的組合和裝配的過程。Civil 3D 軟件具有很好的關(guān)聯(lián)性和實(shí)時(shí)性，在對橫斷面進(jìn)行修改后可以生成新的裝配方案，也可以實(shí)時(shí)對整個(gè)模型中橫斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)更新，并將后臺(tái)有關(guān)橫斷面影響數(shù)據(jù)均更新完善。

4 結(jié)論

（1）隨著我國城市道路基礎(chǔ)建設(shè)不斷日益完善，建設(shè)更高質(zhì)量的城市結(jié)構(gòu)成為了當(dāng)前發(fā)展的主旋律，將BIM 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用到道路全壽命周期建設(shè)設(shè)計(jì)中，對城市道路設(shè)計(jì)水平提升具有十分重要的意義。

（2）BIM 技術(shù)通過與城市道路設(shè)計(jì)軟件有機(jī)結(jié)合起來更好地將立體空間化、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)中。

（3） BIM 技術(shù)在城市道路設(shè)計(jì)中具體的應(yīng)用主要通過地形圖繪制、道路平面設(shè)計(jì)、道路縱斷面設(shè)計(jì)和道路橫斷面設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，通過更加優(yōu)化的BIM 技術(shù)對不同步驟的效率效果優(yōu)化，提升了整個(gè)城市道路設(shè)計(jì)的質(zhì)量與品質(zhì)。