BIM技術在公路工程設計中的應用分析

朱寧

【摘 ?要】BIM技術是一種應用于工程設計、建造、管理等領域的信息化工具。在當前的信息化時代，BIM技術代表著很多行業(yè)和領域的發(fā)展方向，在公路工程設計領域，也得到了廣泛地推廣應用，對于提升公路設計水平起到了至關重要的作用。以下將從BIM技術的特點及其應用要點兩個主要方面展開論述，希望能夠幫助大家通過利用BIM技術來進一步提升公路工程設計水平，更好地為國家社會的發(fā)展服務。

【關鍵詞】BIM技術;公路設計;應用分析

在信息化時代，各個行業(yè)都難免受到信息技術的影響，公路工程設計也概莫能外。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，我國大力推動公路工程基礎建設，公路設計質量是保證公路建設工程質量的第一關，只有保證優(yōu)質的公路設計質量，才能保證既有合理的工程造價又有一流的工程質量。但是影響公路工程設計水平的因素較多，對設計質量的要求比較高，所以有很多問題亟待解決。在這種情況下，如果能夠在公路工程設計中科學合理地利用BIM技術，就能夠有效降低各種不確定因素的影響，為公路工程建設的質量保駕護航。

一、BIM技術的特點

與傳統(tǒng)的工程設計技術相比，BIM技術具有多方面的特點。這些特點的存在極大提升了我國公路施工企業(yè)的設計與工程施工，使得設計與施工人員能夠更加直觀的發(fā)現(xiàn)公路工程設計中存在的問題并及時加以解決。以可視化為例，BIM技術最主要的功能之一就是構建建筑三維模型，從而實現(xiàn)了設計圖紙的立體化和三維化。與傳統(tǒng)的二維圖紙相比，BIM技術顯然有著非常突出的優(yōu)勢。比如，公路工程設計單位可以利用BIM技術生成精確的橋梁和隧道構造圖，然后再進行施工。

除此之外，BIM技術還具有模擬性、協(xié)調性、優(yōu)化性等特點。BIM技術不僅能夠快速建立三維立體模型，而且能夠通過動畫的形式模擬出項目施工的各個步驟。這樣一來，三維模型就變?yōu)槟M的四維模型。而在協(xié)調性方面，BIM技術能夠在工程設計和施工中對各個不同部門和系統(tǒng)之間的工作進行有效地協(xié)調，從而保障工程設計與施工的順利進行，使得公路項目建設過程中公路主體結構與附屬設施的配套性得到更大程度地提升。而這一切都是對公路工程設計的優(yōu)化，從而體現(xiàn)出相對以往同類工作的優(yōu)化性。

二、BIM技術在公路工程設計中的應用要點

公路工程設計是建設目的及建設要求的集中體現(xiàn)，保證了施工單位能否保質保量如期完成公路工程施工。由此可見，科學合理的公路工程設計方案在整個工程過程中都起著關鍵性作用，直接決定著公路工程的質量。不過，要有效應用BIM技術，還需要掌握該種技術的應用要點，從而落實其優(yōu)勢。

1、BIM技術應用于環(huán)境模型處理

首先可以明確的是，在公路工程設計階段應用BIM技術來處理環(huán)境模型是非常必要的。通過應用BIM技術，公路工程設計單位可以獲取必需的關鍵參數(shù)，建立公路工程環(huán)境模型，這是必不可少的步驟，也是公路工程結構模型設計的基礎，能夠有效保障后期設計的正常進行。環(huán)境模型中涉及到的參數(shù)是科學預測公路工程量的依據(jù)，能夠為工程量的測算提供數(shù)據(jù)參考。

而在應用BIM技術來處理環(huán)境模型的時候，有一些問題是必須注意到的。首先，要利用計算機技術取得三維點云數(shù)據(jù)，再根據(jù)CAD地形圖的矢量化特點，進行測算和數(shù)據(jù)分析，以確保符合公路工程地面情況，再在此基礎上建立三角網格地形模型。隨后，要借助航拍或衛(wèi)星等手段，與已經建立的三角網格地形模型進行對比，以彼此重疊為止，充分保證得到的地面狀況和地質地況都足夠真實和清晰。在這一過程中，要根據(jù)實際需要為環(huán)境模型添加相關內容，完善環(huán)境模型板塊。

之所以要進行上述工作，是因為地形因素會極大影響公路工程的設計和施工。加上公路工程的空間跨度大，使得公路工程設計具有較高的難度。因此，在建立環(huán)境模型時，可以利用傾斜測量與激光點云等方式，從而將地質地貌數(shù)據(jù)添加到環(huán)境模型中。在設計階段充分考慮地質地貌因素的影響，可以為公路施工階段規(guī)避地質地貌因素的影響做好準備。即使出現(xiàn)線路或地面狀況的變化，環(huán)境模型也能夠第一時間感知并到做出反應，及時獲取變動數(shù)據(jù)，使得設計方案能夠根據(jù)實際變動情況進行調整，保證設計方案的可行性。

2、BIM技術應用的其他優(yōu)勢要點

上文已經提到，BIM技術的一個重要特征是可視化程度高，這就使得它的界面非常友好，操作簡潔。不論是地形曲面還是道路本身都可以變成以三維形式創(chuàng)建的模型，如采用不同顏色顯示不同標高的地面使整個區(qū)域的海拔信息一目了然，即使對專業(yè)公路設計知識欠缺的客戶也能夠參與設計方案討論，明白自己應該關注以三維形式展現(xiàn)的設計路線成果的哪些方面，及時提出具體的需求。

而BIM技術屬于信息技術的另外一個優(yōu)勢特點是能夠協(xié)調不同專業(yè)信息集成BIM模型，使得公路工程設計的多領域協(xié)作成為可能。工程師可以將縱斷面、路線和曲面等信息直接傳送給結構工程師，以便其在軟件中利用已有的道路設計相關數(shù)據(jù)信息，完成各種結構物的設計。甚至還可以將道路信息與其他建筑物模型之間進行交互性的綜合操作，增強三維視圖的真實效果，由于其模型的關聯(lián)特性，在變更時能夠輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)、模型的更新，圖紙和模型之間的智能關聯(lián)，提高了圖紙的一致性。

3、BIM技術應用的綜合應用

信息技術本身還處在快速發(fā)展的狀態(tài)中，所以現(xiàn)階段BIM技術在公路設計中還無法達到最佳應用效果，但與傳統(tǒng)的設計技術相比仍然具有無可比擬的優(yōu)勢。這一點通過上文的論述已經能夠充分說明。因此，公路施工企業(yè)應該在現(xiàn)有的基礎上進一步增加BIM技術的應用范圍，并對BIM技術應用過程中形成的經驗教訓加以總結，為BIM技術的進一步升級提供更多能夠借鑒的實踐案例。這一措施不僅能夠幫助施工企業(yè)提升自身的設計水平，而且能夠幫助軟件研發(fā)企業(yè)和相關部門進一步加快BIM技術的升級進程，形成一種良性循環(huán)。

另一方面，所有技術工具都不可能獨立發(fā)揮作用，都需要相應的人才來進行使用。所以，各個學校需要進一步加大培養(yǎng)BIM技術開發(fā)與應用人才的力度。比如通過在高校中增加相關專業(yè)和引進國外先進研究成果等方式提升自身的教育水平，培養(yǎng)出更多的BIM技術開發(fā)與應用人才。

綜上所述，在公路設計中，BIM技術的應用不僅能夠促進設計水平的進一步提升，而且能夠幫助公路施工企業(yè)進一步加強自身的設計力量。當然，BIM技術的實際應用效果還存在一定的提升空間，至于具體能夠提升到何種程度，還需要行業(yè)內的眾多企業(yè)去進行更多的研究與探索。

參考文獻：

[1]徐鴻.公路工程BIM正向設計探討[J].低碳世界，2019，9（11）：219-221.

[2]王斌，楊鴻.BIM技術在公路設計中的應用現(xiàn)狀與展望[J].公路，2019，64（10）：229-232.

（作者單位：云南建設基礎設施投資股份有限公司）