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    BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用研究

    2019-09-10 01:43:13金朝李彬張凱
    關(guān)鍵詞:BIM技術(shù)市政道路應(yīng)用

    金朝 李彬 張凱

    摘 要:隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,市政道路作為城市主要設(shè)施,其功能及服務(wù)被廣泛關(guān)注。而市政道路設(shè)計建設(shè)的質(zhì)量的好壞直接影響到城市的發(fā)展。

    關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);市政道路;設(shè)計;應(yīng)用

    BIM是指建筑信息建模/建筑信息模型,是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進(jìn)行建筑模型的建立,通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化,協(xié)調(diào)性,模擬性,優(yōu)化性和可出圖性五大特點。當(dāng)今工程BIM應(yīng)用中不再只局限于建筑工程本身,而是把BIM技術(shù)當(dāng)作一種理念引申到市政道路工程。

    1 BIM的概念和特性

    1.1 BIM的概念:建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。通常從兩個方面描述:一是作為名詞,BIM是一種載體,包含特定建筑和設(shè)備的各種專業(yè)數(shù)據(jù),并明確的描述其建筑的物理和非物理的屬性。BIM數(shù)據(jù)模型包含來自不同專業(yè)的未加工(Raw)的建筑數(shù)據(jù)。BIM模型包含特定建筑和設(shè)施的所有成分,所以BIM模型是豐富的(Rich)。BIM包含特定建筑和設(shè)施所有成分的關(guān)系和屬性,所以BIM模型是智能的(Intelligence)。二是作為動詞,BIM表示建立建筑數(shù)據(jù)模型的行為,包括數(shù)據(jù)的交換和共享。不同層面的使用者可以通過數(shù)據(jù)模型輸入并輸出模型在內(nèi)的數(shù)據(jù),而利用于設(shè)計和施工等工作。雖然對BIM定義存在不同的文字描述,但一般都涵蓋著這兩個方面。

    1.2 BIM的特性:―般具有以下特征:(1)模型的3D參數(shù)化:3D參數(shù)化設(shè)計是有別于傳統(tǒng)AutoCAD等二維設(shè)計方法的一種全新的設(shè)計方法,是一種可以使用各種工程參數(shù)來創(chuàng)建、驅(qū)動三維建筑模型,并可以利用三維建筑模型進(jìn)行建筑性能等各種分析與模擬的設(shè)計方法。(2)模型的信息化:建筑信息模型BIM采用參數(shù)化來描述建筑單元,以墻、窗、梁、柱等建筑構(gòu)件為基本對象而不是CAD中的點、線、面等幾何元素,并將建筑單元的各種真實屬性通過參數(shù)的形式進(jìn)行模擬。(3)模型信息的完整性:除了對工程對象進(jìn)行3D幾何信息的描述,還描述對象的拓?fù)潢P(guān)系。更主要的是信息模型包括了完整的工程信息描述,如具體對象名稱、建筑材料、結(jié)構(gòu)類型等設(shè)計信息;如施工工序、施工進(jìn)度、工程量、項目成本、工程質(zhì)量以及人力、機(jī)械、材料等施工信息;如工程結(jié)構(gòu)安全性能、安全運營管理、材料耐久性等運營養(yǎng)護(hù)信息。(4)遵照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):為實現(xiàn)多種軟件的信息互訪。BIM數(shù)據(jù)形式必須是開放交互的,所有采用BIM技術(shù)的軟件都支持國際標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)可的工業(yè)基礎(chǔ)分類標(biāo)準(zhǔn)(IFC,IndustryFoundationClasses)。當(dāng)BIM軟件采用IFC格式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出時,其他支持該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的軟件就可以直接讀取這些數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的工作。

    2 BIM在鴻業(yè)市政軟件中的應(yīng)用

    2.1 設(shè)計過程即3D信息模型搭建過程

    在路立得中,道路模型被細(xì)分成了幾十種子模型,有些子模型又由更精細(xì)的子模型組成,例如橋梁又由主梁、蓋梁、墩、系梁、承臺、樁等十多種子模型組成。設(shè)計成果中細(xì)至每個邊坡、每個橋墩都是不同的子模型,在設(shè)計過程中對這些子模型進(jìn)行設(shè)計和搭建,并且可以隨時再調(diào)整參數(shù)。

    2.2 符合國內(nèi)習(xí)慣

    國外BIM軟件在國內(nèi)使用的一大阻力是設(shè)計習(xí)慣不同,路立得融入了傳統(tǒng)設(shè)計模式,把多數(shù)建模操作融入到設(shè)計流程中,特別是對于簡單項目,設(shè)計流程和傳統(tǒng)完全相同。

    國外BIM軟件在國內(nèi)使用的另一大阻力是不能提供符合國內(nèi)習(xí)慣的出圖,路立得充分考慮了這個問題,提供完全符合國內(nèi)習(xí)慣的平面分圖、縱斷設(shè)計圖、道路用地圖、高程數(shù)據(jù)圖、超高加寬圖、橫斷面圖等,以及多種標(biāo)注和各種表類。

    2.3 協(xié)同支持

    因為BIM理念的貫徹,軟件中充分考慮了協(xié)同處理,一方面是同一軟件內(nèi)部不同設(shè)計人員之間的協(xié)同,另一方面是和其他軟件的協(xié)同。

    在軟件內(nèi)部協(xié)同上,不同的設(shè)計人員可以同時設(shè)計不同的子模型,最后通過數(shù)據(jù)文件或?qū)雽?dǎo)出合并模型。并且目前基于數(shù)據(jù)庫存儲和協(xié)同的工作也已經(jīng)起步,完成后將提供基于離線和在線兩種模式的協(xié)同設(shè)計方法。

    在和其他軟件協(xié)同方面,目前主要通過LandXML和FBX、SKP、DWG等數(shù)據(jù)文件進(jìn)行,可以和AutodeskCivil3D、InfraWorks、3dMax,以及GoogleSkyetchup等軟件交換信息和模型數(shù)據(jù)。和公司其他軟件的協(xié)同則更充分,例如管立得軟件可以直接從路立得的模型中得到每根管子、每個井所在的道路板塊位置和高程等數(shù)據(jù),最終的設(shè)計模型也可以合并起來。

    BIM是設(shè)計理念的一次飛躍,正在引發(fā)工程設(shè)計領(lǐng)域的又一次革命,雖然暫時會有一些阻力,但設(shè)計走向BIM是必然趨勢,作為相關(guān)方要把握住這個機(jī)會。

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

    3.1 地形圖處理。勘測單位提供的地形圖通常有兩種,一種為三維地形,即地形圖中的高程點的標(biāo)高即為實際高程;另外一種是二維地形,即地形圖中的高程點的實際高程均為0,具體高程由數(shù)字在高程點旁標(biāo)注。以三維地形圖為例,高程點均為帶有Z坐標(biāo)的圖塊。(1)打開圖層管理器,將高程點以外的圖層反向選擇,然后凍結(jié);(2)點擊曲面菜單下的創(chuàng)建曲面命令,打開創(chuàng)建曲面對話框,選擇相應(yīng)的圖層、名稱和曲面類型。然后點擊確定。(3)點擊工具空間的曲面樹形菜單,打開定義工具欄,在圖形對象上點擊右鍵,選擇添加,在彈出的對話框中選擇塊。點擊確定。(4)框選所有高程點,按回車鍵。(5)曲面創(chuàng)建完成,可用對象查看器查看所創(chuàng)建的曲面。

    3.2 道路中心線設(shè)計。道路設(shè)計首先要確定道路中心線線位,設(shè)計人需考慮各控制因素,按照規(guī)劃確定的線位進(jìn)行擬合,并按照規(guī)范要求適當(dāng)調(diào)整圓曲線半徑、長度、緩和曲線長等曲線要素。(1)將初步確定好的道路中心線插入地形圖中。(2)將道路中心線轉(zhuǎn)換為多段線。(3)單擊路線菜單下的從多段線創(chuàng)建路線,選中道路中心線。在彈出對話框中輸入路線名稱,選擇路線樣式和路線標(biāo)簽集,然后單擊確定。

    結(jié)語

    采用BIM技術(shù)創(chuàng)新理念應(yīng)用在城市道路設(shè)計之中,協(xié)同各種軟件展開設(shè)計。在BIM建模過程中,對城市道路設(shè)計中的各種信息予以數(shù)字化的存儲。隨著城市化建設(shè)不斷加快,合理運用BIM技術(shù)給予科學(xué)布局、有效施工,三維立體呈現(xiàn)城市道路設(shè)計,創(chuàng)新三維設(shè)計帶動城市道路建設(shè),加快城市道路項目工程實施,為后期的城市道路運行養(yǎng)護(hù)等工作提供參考,從而建設(shè)和諧、暢通城市道路。

    參考文獻(xiàn)

    [1]劉勇.對城市道路設(shè)計中常見問題的簡要總結(jié)[J].黑龍江科技信息,2016(11):202.

    [2]余萌.BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].四川建材,2016(02):149-151.

    [3]張世軍.BIM在市政道路設(shè)計中的推廣應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2016(12):206.

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