BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

高兵勇

湖北建科國(guó)際工程有限公司 湖北 武漢 430000

道路工程是我國(guó)社會(huì)建設(shè)中的基礎(chǔ)工程，因此必須保證道路工程建設(shè)質(zhì)量能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)需求。BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在很大程度上提高了道路工程設(shè)計(jì)水平，使設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理，且通過(guò)BIM技術(shù)的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，能夠使道路工程設(shè)計(jì)方案得以全面的優(yōu)化。BIM技術(shù)的可視化技術(shù)、三維建模技術(shù)以及數(shù)據(jù)分析技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，與道路工程設(shè)計(jì)需求有著很高的匹配度，因此近些年來(lái)BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用愈加廣泛，對(duì)我國(guó)道路工程建設(shè)產(chǎn)生了重要的推動(dòng)作用。

1BIM技術(shù)內(nèi)涵以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，是將道路工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的新型工具。BIM技術(shù)能夠?qū)Φ缆饭こ淘O(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)化和信息化處理，從而建立道路工程設(shè)計(jì)方案的三維數(shù)據(jù)立體模型，在模型中對(duì)道路工程設(shè)計(jì)中所包含的所有信息進(jìn)行全面的處理和分析。

BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：（1）道路工程設(shè)計(jì)可視化處理。道路工程可視化處理是BIM技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是在道路工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用。傳統(tǒng)的道路工程設(shè)計(jì)是在平面中開展的，通過(guò)道路工程設(shè)計(jì)在平面上繪制建筑結(jié)構(gòu)圖紙的方式，這種模式存在著一定的局限性，不能最真實(shí)的展現(xiàn)出道路工程的真實(shí)信息。而通過(guò)道路工程設(shè)計(jì)可視化處理，能夠?qū)⒍S平面設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的立體模型，從而使道路工程設(shè)計(jì)方案更加直觀[1]。（2）道路工程設(shè)計(jì)模擬化處理。通過(guò)將道路工程設(shè)計(jì)中的信息和數(shù)據(jù)輸入到BIM的系統(tǒng)之中，能夠形成道路工程的三維立體模型，而且在三維立體模型中還能夠通過(guò)模擬的方式對(duì)其中的信息進(jìn)行處理，將道路工程開展流程進(jìn)行全方位的模擬，進(jìn)而能夠發(fā)現(xiàn)道路工程設(shè)計(jì)中可能存在的不合理之處，或道路工程建設(shè)過(guò)程中無(wú)法完成的部分，從而對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整[2]。（3）道路工程設(shè)計(jì)優(yōu)化處理。在道路工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)道路工程設(shè)計(jì)中存在的不足，進(jìn)而通過(guò)技術(shù)人員研究與討論，對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的優(yōu)化，還可以通過(guò)將道路工程中實(shí)際存在的多種信息輸入到BIM系統(tǒng)程序之中，通過(guò)BIM系統(tǒng)的程序?qū)Φ缆饭こ淘O(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，從而使道路工程設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理。

總體來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)相較于傳統(tǒng)的道路工程設(shè)計(jì)技術(shù)具有更加突出的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，通過(guò)可視化處理、三維建?；幚恚軌?qū)崿F(xiàn)對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方案的整體優(yōu)化，且可以將道路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的天氣參數(shù)、環(huán)境參數(shù)以及車流量等參數(shù)輸入到BIM程序中，在BIM程序中對(duì)道路工程實(shí)際使用情況進(jìn)行最直觀的模擬，能夠有效提高道路工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性[3]。

2 道路工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)與BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 公路工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

道路工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，其中包含許多信息，具有高度的復(fù)雜性，例如道路工程、隧道工程、橋梁工程等，這些工程會(huì)受到來(lái)自內(nèi)部、外部等多種因素的影響，因此在道路工程設(shè)計(jì)方案中需要將能夠影響到道路工程質(zhì)量的所有因素考慮進(jìn)去，才能夠確保道路工程設(shè)計(jì)方案質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著我國(guó)道路工程建設(shè)質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)不能夠滿足設(shè)計(jì)要求，在道路工程建設(shè)施工實(shí)際開展過(guò)程中，會(huì)因?yàn)閷?shí)際施工情況進(jìn)行多次調(diào)整，而每次施工調(diào)整都會(huì)造成成本增加，傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中所包含的信息不夠全面。通過(guò)采用BIM技術(shù)，將道路工程開展過(guò)程中的參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，就能夠?qū)崿F(xiàn)去全過(guò)程模擬，對(duì)于提高道路工程設(shè)計(jì)質(zhì)量有著重要的作用[4]。

2.2BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

結(jié)合BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及其優(yōu)勢(shì)，在道路工程設(shè)計(jì)中能夠取得很好的應(yīng)用效果。第一，BIM技術(shù)能夠通過(guò)建立道路工程設(shè)計(jì)模型，為道路工程設(shè)計(jì)提供全過(guò)程分析，提高道路工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性；第二，通過(guò)BIM技術(shù)所建立的數(shù)據(jù)模型，能夠?qū)Φ缆饭こ淌┕ぎ?dāng)?shù)氐慕煌ㄇ闆r進(jìn)行分析，在準(zhǔn)確把握該地區(qū)的交通流量基礎(chǔ)上，能夠提高道路工程方案設(shè)計(jì)的針對(duì)性，從而提高道路實(shí)際使用安全性，還能夠通過(guò)三維建模技術(shù)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確掌握影響道路工程施工質(zhì)量的因素，從而進(jìn)行調(diào)整；第三，BIM數(shù)據(jù)模型能夠?qū)Φ缆饭こ探ㄔO(shè)過(guò)程中不同環(huán)節(jié)的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從而為工程造價(jià)預(yù)算、設(shè)計(jì)方案對(duì)比、經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)化等提供更加科學(xué)的依據(jù)，從而在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，提高道路工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于道路工程建設(shè)長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義[5]。

3BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用分析

3.1 工程概況

在2019年H市某地區(qū)開展的道路工程中，本次道路全長(zhǎng)10公里，分為八個(gè)車道，開工日期為2019年3月1日，竣工日期為2020年6月1日，總工期為465天，有效合同價(jià)格5325萬(wàn)元。該項(xiàng)目為H市的重點(diǎn)工程，建成之后為H市道路主要干線。在H市本次道路工程設(shè)計(jì)中，廣泛且深入的采用了BIM技術(shù)，取得了很好的應(yīng)用效果，本次道路工程施工質(zhì)量較高，主要得益于BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使得道路工程施工過(guò)程中沒有出現(xiàn)意外，且提前完成，施工成本降低約15%，以下是BIM技術(shù)在本次道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。

3.2 道路工程設(shè)計(jì)中參數(shù)建模的應(yīng)用

參數(shù)建模是BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用，將道路工程施工過(guò)程中的參數(shù)輸入到BIM系統(tǒng)中就能夠?qū)Φ缆饭こ淘O(shè)計(jì)方案進(jìn)行三維立體建模。負(fù)責(zé)本次道路工程設(shè)計(jì)的XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)信息、環(huán)境信息、氣候信息以及社會(huì)交通信息等參數(shù)進(jìn)行了全面的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，在得出科學(xué)的參數(shù)后將其輸入到BIM系統(tǒng)中，從而得出了道路工程設(shè)計(jì)方案的參數(shù)模型。首先，XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在BIM系統(tǒng)中建立了該段公路的平縱線形參數(shù)化模型，其中主要包括了平曲線值、豎曲線值、坡度值、坡長(zhǎng)值、緩和曲線值以及直線數(shù)值等多個(gè)方面的參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)建立了完整的道路工程設(shè)計(jì)方案參數(shù)模型。例如在本次道路工程中的某縱斷面設(shè)計(jì)中，XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)地面線與另一條設(shè)計(jì)線的模型建立，采用豎曲線擬合的方式得出了空間曲線，再結(jié)合三維模型計(jì)算和參數(shù)關(guān)聯(lián)耦合關(guān)系，得出了科學(xué)的三維模型。

3.3 道路工程設(shè)計(jì)中工程量統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用

BIM技術(shù)在道路施工工程量統(tǒng)計(jì)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)三維建模技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路施工工程量全面的統(tǒng)計(jì)。XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)本次道路工程施工中的挖方量、填方量、路面工程量、護(hù)欄數(shù)量以及維護(hù)工程量等多個(gè)方面進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，從而根據(jù)不同施工環(huán)節(jié)的工程量選擇了最為合適的施工材料，在很大程度上降低了本次道路工程施工成本，并且節(jié)約了工程量統(tǒng)計(jì)時(shí)間，BIM技術(shù)在道路施工工程量統(tǒng)計(jì)方面發(fā)揮了重要的作用。除此之外，通過(guò)對(duì)工程量的統(tǒng)計(jì)以及科學(xué)的預(yù)算編制，XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)所制定的三種施工方案進(jìn)行了對(duì)比，在保證道路工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)施工人員的調(diào)配、施工材料的優(yōu)化以及其他多種資源的合理優(yōu)化，確定了經(jīng)濟(jì)效益最高的道路工程設(shè)計(jì)方案，本次道路工程施工總體經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提升。

3.4 道路工程設(shè)計(jì)中信息化施工的應(yīng)用

信息化施工是現(xiàn)代道路工程建設(shè)中的主要發(fā)展方向，能夠全面提高道路工程施工管理的準(zhǔn)確性。BIM技術(shù)除三維建模技術(shù)以及可視化技術(shù)之外，還提供了完備的信息化管理系統(tǒng)，通過(guò)將施工人員信息、施工材料信息、施工設(shè)備信息以及施工工期、施工質(zhì)量參數(shù)等輸入到信息化管理系統(tǒng)中，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方案整體的優(yōu)化，使各個(gè)施工環(huán)節(jié)的資源配置更加合理。此外，BIM信息管理系統(tǒng)還能夠?qū)Φ缆饭こ滩煌┕きh(huán)節(jié)的構(gòu)建設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測(cè)和碰撞檢驗(yàn)，從而使施工設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)更加科學(xué)，還能夠降低施工難度，在現(xiàn)有的施工技術(shù)水平基礎(chǔ)上，對(duì)道路工程施工細(xì)節(jié)進(jìn)行更加完善的管控。

3.5 道路工程設(shè)計(jì)中多方協(xié)同管理的應(yīng)用

本次道路工程施工過(guò)程中的參建單位較多，通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、材料供應(yīng)單位等多方位的協(xié)同管理。借助BIM的統(tǒng)一項(xiàng)目管理平臺(tái)，各參建單位在BIM系統(tǒng)中錄入自身的信息，就能夠獲得在參建單位自身權(quán)限范圍內(nèi)的信息和數(shù)據(jù)，從而對(duì)自身的工作內(nèi)容、職能進(jìn)行調(diào)整，使得本次道路工程實(shí)現(xiàn)多方位的協(xié)同管理，有效提高了管理效率，降低了管理成本，提高道路工程的綜合管理效率和施工效益。協(xié)同管理作為道路工程設(shè)計(jì)方案中的主要內(nèi)容，XS設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)各個(gè)施工參建方進(jìn)行了統(tǒng)一的調(diào)配，各不同參建方之間的工作實(shí)現(xiàn)了緊密連接，從而有效提高了道路工程設(shè)計(jì)方案的合理性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方案，希望可以對(duì)我國(guó)道路工程建設(shè)行業(yè)給予一定幫助。