BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/徐翔

1 前言

BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，推動(dòng)了設(shè)計(jì)行業(yè)的又一次革命。雖然最初應(yīng)用效果尚不完善，但是隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，其在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的作用將會(huì)越來越明顯。BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以為市政道路設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果的提升提供有力的支持與幫助，能夠?yàn)槭姓缆方ㄔO(shè)提供更加全面的指導(dǎo)和參考，對(duì)于提升市政道路建設(shè)的質(zhì)量具有十分重要的意義。基于此，本文分析了市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并就BIM技術(shù)的具體應(yīng)用措施進(jìn)行探究，僅供大家參考。

2 市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖

在傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計(jì)過程中，通常都會(huì)采用二維設(shè)計(jì)的方式，這種方式需要將復(fù)雜的三維空間問題展示到二維空間中，以二維的方式呈現(xiàn)三維的內(nèi)容，這種方式不僅十分復(fù)雜，而且還很容易造成一些重要數(shù)據(jù)的丟失，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員難以全面、準(zhǔn)確的表達(dá)出設(shè)計(jì)意圖，甚至還會(huì)造成多意性理解。這顯然會(huì)給設(shè)計(jì)效果帶來十分不利的影響，同時(shí)也會(huì)為后續(xù)的市政道路工程建設(shè)帶來不必要的麻煩。而BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，則可以構(gòu)建一個(gè)三維數(shù)字化的信息模型，將工程的實(shí)際情況模擬出來，這樣可以更加充分的表達(dá)出設(shè)計(jì)的意圖。在設(shè)計(jì)過程中，子模型和屬性劃分得越細(xì)，設(shè)計(jì)意圖就表達(dá)得越充分。除此之外，應(yīng)用BIM技術(shù)還可以設(shè)計(jì)自定義參數(shù)組建，這方面功能可以將一些復(fù)雜性較高的問題描述清楚。在城市的發(fā)展過程中，高架互通之類的工程越來越多，這在很大程度上提升市政道路設(shè)計(jì)的難度，進(jìn)而導(dǎo)致傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式已經(jīng)難以滿足設(shè)計(jì)要求，在這種情況下，BIM技術(shù)所發(fā)揮的作用也就更加顯著，可以更好的表達(dá)出設(shè)計(jì)的意圖。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)有助于表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，并且這方面的優(yōu)勢(shì)在越復(fù)雜的設(shè)計(jì)中表現(xiàn)得越明顯。

2.2 BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的分析和模擬能力

分析能力和模擬能力強(qiáng)是BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法，不僅會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且如果設(shè)計(jì)方案一旦需要進(jìn)行調(diào)整，很有可能會(huì)導(dǎo)致整體的設(shè)計(jì)工作重新進(jìn)行，這會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)效率。通過BIM技術(shù)構(gòu)建三維立體模型，能夠幫助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段便可以直觀的了解工程完工后的樣子，使得設(shè)計(jì)效果更加直觀和立體。相較于二維設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建三維立體模型，能夠更好的展示設(shè)計(jì)效果，幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)中存在的問題，并且結(jié)合實(shí)際需求對(duì)設(shè)計(jì)方案作出優(yōu)化調(diào)整，使市政道路設(shè)計(jì)更具實(shí)際性及科學(xué)性。同時(shí)業(yè)主也能對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果有更加全面的了解和把握，將設(shè)計(jì)中存在的問題消滅在設(shè)計(jì)初期。

2.3 精確計(jì)算工程量

工程量的計(jì)算涉及到工程預(yù)算的制定等方面內(nèi)容，以往，通常會(huì)應(yīng)用斷面法來估算市政道路的工程量。這種方法一旦遇到平面比較復(fù)雜或者起伏比較大的情況時(shí)，很容易出現(xiàn)較大的誤差，影響工程量的準(zhǔn)確性。而在BIM設(shè)計(jì)模式中，由于各子模型有精確的幾何和屬性數(shù)據(jù)，這可以幫助設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確獲取體積、長(zhǎng)度以及面積等方面的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還可以通過計(jì)算獲取土方工程量，甚至還能獲取支模等施工環(huán)節(jié)的工程量。這些方面工程量的計(jì)算通常都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算，不僅不需要人工錄入數(shù)據(jù)，而且還能避免進(jìn)行大規(guī)模的計(jì)算，既能有效避免誤差的出現(xiàn)，也能提升工程量計(jì)算工作的效率。

2.4 提升協(xié)同能力

近年來，隨著市政道路工程項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，使得市政道路設(shè)計(jì)的難度越來越高，不僅設(shè)計(jì)工作量大，而且設(shè)計(jì)內(nèi)容越來越細(xì)，設(shè)計(jì)要求越來越高，這使得市政道路設(shè)計(jì)成為了一個(gè)更具系統(tǒng)性的工程，需要多專業(yè)的人員進(jìn)行密切合作才能保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果。而多專業(yè)的人員共同參與設(shè)計(jì)工作，需要進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，這樣才能保障設(shè)計(jì)工作的順利開展，因此，需要使用的設(shè)計(jì)工具具有強(qiáng)大的協(xié)同能力，而BIM技術(shù)則能夠滿足這方面的要求。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)人員之間的協(xié)作相對(duì)比較復(fù)雜，即使建立了協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，但是效率和效果并不理想。因此，傳統(tǒng)的協(xié)作層次較低。例如，在市政道路設(shè)計(jì)過程中，需要由不同的設(shè)計(jì)人員來設(shè)計(jì)道路的道路工程、管線工程、橋涵工程以及互通立交等，除此之外，交通工程的設(shè)計(jì)以及綠化工程等方面的設(shè)計(jì)工作也需要由不同的設(shè)計(jì)人員來完成，這便需要設(shè)計(jì)人員相互協(xié)作，共同配合才能保障設(shè)計(jì)效果。如果只是簡(jiǎn)單的將各個(gè)設(shè)計(jì)人員的成果合并到一起，不僅效果不理想，而且還很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。而在市政道路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，則可以有效解決這一問題。應(yīng)用BIM技術(shù)可以構(gòu)建多個(gè)子模型，這些子模型能夠?qū)崿F(xiàn)模型之內(nèi)的高內(nèi)聚以及模型之間的低耦合，再加之子模型之間的耦合是明確的，因此，子模型很容易合并，即使子模型之間發(fā)生沖突，進(jìn)行調(diào)整也十分方便。由不同的設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)不同子模型的設(shè)計(jì)工作，可以有效實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。

3 BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

3.1 應(yīng)用BIM技術(shù)繪制地形圖

通常情況下，市政道路勘測(cè)單位會(huì)提供二維地形圖或者三維地形圖。在二維地形圖中，高程點(diǎn)的實(shí)際高程設(shè)置為0，具體的高程都會(huì)以數(shù)字的形式在高程點(diǎn)旁邊標(biāo)注。而對(duì)于三維地形圖而言，高程點(diǎn)的實(shí)際高程與標(biāo)注高程一致，因此，標(biāo)注的高程即為實(shí)際高程。應(yīng)用BIM技術(shù)繪制地形圖，首先通過圖層管理器，反向選擇除了高層點(diǎn)之外的圖層，然后將這些圖層進(jìn)行凍結(jié)處理。在完成這一步驟之后，還需要在曲面菜單中點(diǎn)擊創(chuàng)建曲面的命令，結(jié)合創(chuàng)建曲面對(duì)話框中的內(nèi)容來選取曲面的類型和圖層的名稱，進(jìn)而選擇所需的圖層。要對(duì)所有的高程點(diǎn)進(jìn)行框選，然后確認(rèn)。通過以上步驟，可以完成三維地形圖中的曲面創(chuàng)建，完成創(chuàng)建工作后便可以直接通過對(duì)象查看器來查看所創(chuàng)建的曲面。

3.2 BIM技術(shù)在繪制道路中心線中的應(yīng)用

在市政道路設(shè)計(jì)過程中，繪制道路中心線是重要內(nèi)容之一。在繪制道路中心線的過程中，要充分考慮各種控制因素，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)市政道路設(shè)計(jì)規(guī)劃中的線位進(jìn)行擬合處理，同時(shí)還要對(duì)曲線的半徑、長(zhǎng)度等方面要素進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效果。具體而言，在道路中心線的繪制過程中，首先要進(jìn)行中心線的插入工作，將優(yōu)化過的市政道路中心線插入到3D地形圖中。然后要進(jìn)行中心線的轉(zhuǎn)換，將插入到3D地形圖中的中心線轉(zhuǎn)換為多段線。最后還要?jiǎng)?chuàng)建多段線。這一環(huán)節(jié)中，可以直接利用軟件中創(chuàng)建多段線的選項(xiàng)，點(diǎn)擊后會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的對(duì)話框，然后在對(duì)話框中輸入線路的名稱，然后選擇線路的樣式以及線路的標(biāo)簽集，最后確認(rèn)即可。通過以上步驟便可以完成道路中心線的繪制工作，這種方式不僅方便快捷，而且可以保障道路中心線繪制的效果，提升市政道路設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.3 BIM技術(shù)在道路縱向斷面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

目前，在市政道路設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的軟件都具有道路縱向斷面設(shè)計(jì)功能，首先要編制原地面的線文件，這樣便可以通過設(shè)計(jì)軟件直接生成原地面線。然后在原地面線的基礎(chǔ)上來繪制拉坡線，通過對(duì)拉坡線的調(diào)整與優(yōu)化，使拉坡線的繪制符合設(shè)計(jì)要求。最后，將繪制完成的拉坡線以豎曲線設(shè)計(jì)文件的形式儲(chǔ)存。在此基礎(chǔ)上，調(diào)用原地線文件和豎曲線文件，便可生成生成最終的市政道路縱斷面設(shè)計(jì)圖。這種方式屬于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，而應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行縱向斷面設(shè)計(jì)，則與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法有所不同，應(yīng)用BIM技術(shù)可以將三維地形作為縱向斷面設(shè)計(jì)的原始資料，然后利用縱斷面創(chuàng)設(shè)功能便可以直接生成地面線。如果市政道路的中心線需要作出調(diào)整和完善，則地面線會(huì)隨之自動(dòng)更新。這一功能可以極大的減少設(shè)計(jì)人員的工作壓力和工作量，并且保障設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效果。除此之外，在道路縱向斷面拉坡線的設(shè)計(jì)過程中，則可以直接通過創(chuàng)建縱斷面的命令直接生成，進(jìn)而完成縱斷面的繪制工作。由此可見，應(yīng)用BIM技術(shù)繪制市政道路縱向斷面，相較于傳統(tǒng)的繪制方法更加便捷，自動(dòng)化程度更高，能夠幫助設(shè)計(jì)人員節(jié)省大量的時(shí)間和精力。在完成縱向斷面的設(shè)計(jì)之后，還要核查坡度以及坡長(zhǎng)等方面的指標(biāo)，同時(shí)還需要核查縱曲線等方面的要素，確保這些要素符合規(guī)范要求。如果需要對(duì)這些要素進(jìn)行調(diào)整，則可以重新設(shè)置縱斷面的布局參數(shù)，通過對(duì)坡長(zhǎng)以及坡度等方面參數(shù)的修改來調(diào)整相關(guān)內(nèi)容，確保設(shè)計(jì)效果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。BIM技術(shù)除了在市政道路縱向斷面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用之外，在橫向斷面設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用也十分廣泛，并且也同樣可以取得良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，市政道路建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也在不斷增加，這在一定程度上提升了市政道路設(shè)計(jì)的難度。在此背景下，為了保障市政道路設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了十分顯著的效果。