BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計階段中的應(yīng)用

李智

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司新疆分院，新疆 烏魯木齊 830000）

BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，包括對數(shù)據(jù)的收集、存儲、修改、傳遞和分析等。BIM技術(shù)可以基于全面化的數(shù)據(jù)構(gòu)筑相應(yīng)的模型，借用模型促使設(shè)計或施工人員更方便、清楚地掌握工程建設(shè)內(nèi)容，并可以模擬后續(xù)可能發(fā)生的各種狀況，加強(qiáng)各專業(yè)人員間的交流，以便及時調(diào)整方案，協(xié)調(diào)工作開展。但是公路工程包含的設(shè)計內(nèi)容很多，BIM技術(shù)的完全開發(fā)利用也需要一定的過程。為此，公路工程建設(shè)人員一定要加強(qiáng)對該技術(shù)的研究，促使其在設(shè)計階段發(fā)揮最大的價值。

一、BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計階段中的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)建模

公路工程一般施工區(qū)段較長，地形復(fù)雜，在設(shè)計中要考慮隧道、涵洞和橋梁等多方面的因素，還有地質(zhì)、地理和氣候等自然因素的影響。為了確保設(shè)計方案統(tǒng)籌兼顧、科學(xué)合理，設(shè)計人員必須要打破二維平面的局限性，借用BIM技術(shù)獲得全面的三維有效信息，并為設(shè)計人員提供直觀、清楚的觀察視角，以便設(shè)計人員不斷糾正、改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計，制定最佳的設(shè)計方案。

1.工程整體建模

BIM技術(shù)人員要收集工程項(xiàng)目的全部信息，結(jié)合我國的公路工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)建立相應(yīng)的模型，這一模型可以展現(xiàn)整個公路工程各層面、各段落的整體和細(xì)節(jié)情況。既可分段、分點(diǎn)展示不同結(jié)構(gòu)部位，包括整體的公路工程建設(shè)效果、路面路基情況，還能精細(xì)到一些涵洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的預(yù)埋構(gòu)件安裝位置和尺寸信息，確保設(shè)計圖紙上的大小內(nèi)容與模型一一對應(yīng)，從而為設(shè)計審查和調(diào)整提供參考。

2.輔助結(jié)構(gòu)工程建模

有些公路工程經(jīng)過復(fù)雜地區(qū)時會設(shè)計橋梁和隧道涵洞來確保工程的連續(xù)性和完整性，例如橋梁的上部和下部可以合二為一地設(shè)計3D建模，更好地展現(xiàn)橋梁的立體特性，方便設(shè)計人員和施工人員全面掌握設(shè)計內(nèi)容，還使隧道涵洞工程設(shè)計內(nèi)容變得簡單易懂，能夠更好地發(fā)現(xiàn)連接處的問題，展現(xiàn)立體和平面交叉效果，提高隧道的設(shè)計和建設(shè)質(zhì)量。

3.環(huán)境模型路基路面的建模

公路工程的路基路面應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計3D立體的工程建模，可以很好地展現(xiàn)路基路面設(shè)計效果，包括排水設(shè)計和綠化設(shè)計，還能細(xì)致到路面結(jié)構(gòu)層的材料情況、鋪設(shè)厚度等更為精細(xì)的設(shè)計內(nèi)容。

4.環(huán)境建模

環(huán)境因素是設(shè)計時必須重點(diǎn)考慮的外在條件，不管是地面自然環(huán)境還是地下地質(zhì)情況都會影響到整個工程的建設(shè)品質(zhì)，因此在設(shè)計階段通過BIM技術(shù)建立環(huán)境模型，模擬不同情況下對設(shè)計圖紙的影響，標(biāo)注需重點(diǎn)關(guān)注的地質(zhì)結(jié)構(gòu)問題和地下水位變化，可以直觀展示所在地的自然環(huán)境，確保在錯綜復(fù)雜的地理?xiàng)l件下的設(shè)計質(zhì)量，最大程度降低后期多次建模及信息沖突等情況發(fā)生，提高設(shè)計效率。

（二）數(shù)據(jù)處理

公路工程設(shè)計時，涉及內(nèi)容較多且有很多的數(shù)據(jù)信息。BIM建模前會收集數(shù)據(jù)信息，按照不同的類別整理并存儲管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)的初步整理及分析。例如，基于數(shù)據(jù)分享平臺，設(shè)計人員可以與業(yè)主和施工單位等重要參建機(jī)構(gòu)的技術(shù)人員交流溝通，從細(xì)節(jié)角度對設(shè)計內(nèi)容優(yōu)化和分析，針對不同專業(yè)、不同部分的設(shè)計內(nèi)容商討、審核和確定，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的矛盾和漏洞，使得各階段、各分部分項(xiàng)工程之間良好銜接，確保各方通力合作，使設(shè)計方案嚴(yán)格遵循設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)要求，提升互助協(xié)同設(shè)計的效率和效果；當(dāng)基于同一個模型的設(shè)計數(shù)據(jù)需要修改時，由于不同環(huán)節(jié)之間的高度聯(lián)系，借用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速化、實(shí)時化設(shè)計糾正，方便了對工程項(xiàng)目設(shè)計改良，還能驗(yàn)證修改后的合理性和可行性，提高圖紙修改效率和質(zhì)量。

（三）公路工程量的計算

在設(shè)計階段，招投標(biāo)還要考慮到工程造價，該環(huán)節(jié)工程量的計算非常重要。應(yīng)用BIM技術(shù)可以使工程量計算變得快速而準(zhǔn)確，BIM技術(shù)可以完整收錄工程信息，并且實(shí)時補(bǔ)充調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲、分析和整理等，并能夠按照要求檢索查詢、分類篩選，得到精確的人工、材料數(shù)量、面積和尺寸等重要的工程量計算數(shù)據(jù)，且這個計算過程準(zhǔn)確、高效，出錯率和漏算的可能性較低，保障了工程量的統(tǒng)計質(zhì)量與效率。此外，還可以系統(tǒng)自動生成工程量清單、物資采購清單和定額工程量等報告，復(fù)核各分部分項(xiàng)工程的整體工程量和單體工程量，與招標(biāo)工程量對比分析，進(jìn)而為合同管理、物資采購和施工成本控制等提供良好的依據(jù)，減少不必要的經(jīng)濟(jì)糾紛。

（四）優(yōu)選設(shè)計方案

借助BIM技術(shù)不僅可以設(shè)計多種施工方案，還可以校核設(shè)計成果。在清楚直觀的視覺效果和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析對比下選擇最佳的設(shè)計方案。BIM技術(shù)的使用可以使項(xiàng)目方案變得立體化、可視化，對于路線規(guī)劃、環(huán)境因素、施工規(guī)劃、施工進(jìn)度、施工后的效果等進(jìn)行模擬，評價與分析各種影響因素，可以對比每一種不同設(shè)計參數(shù)下的優(yōu)缺點(diǎn)，并且還可以提出改善意見，根據(jù)修改內(nèi)容優(yōu)化或重建模型，從而得到基于經(jīng)濟(jì)性、可行性、適用性、安全性等設(shè)計原則下的最終設(shè)計方案。

二、提高BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計階段應(yīng)用效果的合理建議

（一）加深了解

BIM技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，對于公路工程的各個階段都可適用，要實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用優(yōu)勢，設(shè)計人員應(yīng)在掌握專業(yè)設(shè)計知識的基礎(chǔ)上加深對該技術(shù)的了解，設(shè)計單位人員也能改變傳統(tǒng)的設(shè)計理念，走出CAD二維出圖定性思維模式，積極去學(xué)習(xí)和引進(jìn)BIM技術(shù)并應(yīng)用。

（二）加強(qiáng)培訓(xùn)

要想發(fā)揮BIM技術(shù)在設(shè)計階段的作用就必須要有專業(yè)的技術(shù)人員操作指導(dǎo)，無論是各建設(shè)企業(yè)還是高校都要注重該方面人才的培養(yǎng)，針對BIM技術(shù)開展相應(yīng)的培訓(xùn)。同時，也要積極引入這方面的高技術(shù)型人才，加大此方面的資金和時間投入，為設(shè)計人員掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用技巧提供機(jī)會和幫助。

三、結(jié)語

BIM技術(shù)近年來廣受關(guān)注，并在很多工程項(xiàng)目中發(fā)揮了重要作用，作為一種以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的工程類應(yīng)用軟件，它能夠有效確保設(shè)計圖紙和設(shè)計方案的可行性，提高公路工程設(shè)計質(zhì)量，值得推廣應(yīng)用。