BI M技術在公路地下管線探測中的應用研究

張牧

（浙江杭紹甬高速公路有限公司，浙江 寧波315024）

1 引言

近年來，BIM 技術應用的優(yōu)勢越來越明顯，尤其在解決不同專業(yè)間的碰撞問題上，大大提高了設計效率，加快了工程施工進度。目前，城市建設中地下管線與公路的碰撞問題主要還是通過二維圖紙進行分析，在地下管線類型單一、管線分布情況簡單的情況下，問題是可以得到解決的，但是面對地下管線類型繁多、管線分布復雜的情況時，利用二維圖紙?zhí)幚淼叵鹿芫€問題，往往耗費大量時間，且不能保證所有的碰撞都被發(fā)現(xiàn)，遺漏和記錄錯誤的情況時有出現(xiàn)。將BIM 技術用于處理公路建設中的地下管線問題，可快速構建地下管線與公路的三維模型，在集成環(huán)境下查找模型之間的沖突，發(fā)現(xiàn)模型間的碰撞問題，并以報表的形式導出碰撞信息，達到提高設計效率，節(jié)省設計時間，優(yōu)化設計方案的目的，為工程建設提供技術支持[1，2]。

2 BI M模型建立

2.1 地下管線模

地下管線模型的建立可采用Microstation 平臺，以地下管線成果表為數(shù)據源，通過二次開發(fā)實現(xiàn)地下管線模型的自動化創(chuàng)建。地下管線成果表的關鍵字段信息可以總結為2 類：一類為描述管點本身的點狀信息；另一類為描述管點與管線連接關系的線狀信息。地下管線成果表中的管點編號、管線點類別、平面坐標、高程和埋深用來確定空間上的點位和點形態(tài)，連接點號、管徑或斷面尺寸、管線點類別用來確定管點與管點的連接形態(tài)。各類管線模型的顏色按相應規(guī)范分別賦予，各類管線模型如圖1 所示。

圖1 管線三維模型

2.2 公路模型

2.2.1 路基模型

路基模型的建立可采用Open Roads Designer（ORD），實現(xiàn)對路面和路基邊坡的快速創(chuàng)建。首先將含有路線數(shù)據的文件導入平臺中生成路線模型，并以路線為參考，在創(chuàng)建橫斷面模板時進行參數(shù)約束和規(guī)則設置，然后根據橫斷面模板構建時設定的規(guī)則選擇性放坡，最后對規(guī)則設置中的參數(shù)調整和約束，控制路面加寬及超高，實現(xiàn)整條路段的路基模型構建，路基模型如圖2 所示。

圖2 路基模型

2.2.2 橋梁模型

橋梁建模軟件可采用Open Bridge Modeler(OBM)，模型建立流程可歸納為：（1）在OBM 中新建模型，參考包含橫斷面和縱斷面信息的路線模型；（2）進行上部結構（橋面板、箱梁、小箱梁、空心板、鋼梁、橫撐架等）橫截面設計和下部結構（橋墩、橋臺等）模型的構建，設定模板參數(shù)，調整OBM 中已有下部結構的參數(shù)，快速構建全線下部結構模型，并儲入模板庫中；（3）根據實際情況選擇橋梁類型，確定布跨線位置；（4）選擇相應的上部結構組件模板布置橋梁上部模型；（5）放置橋梁下部結構組件模型；（6）設置上部結構模板中的參數(shù)，控制橋梁的超高，完成OBM 中橋梁模型的創(chuàng)建，橋梁模型如圖3 所示。

圖3 橋梁模型

3 模型應用

3.1 模型集成

因地下管線模型的建模環(huán)境與公路模型的建模環(huán)境都是基于Bentley 公司的建模平臺實現(xiàn)，數(shù)據都以DGN 格式存儲，所以可以很方便地將管線模型與公路模型集成。只需以其中一個建模平臺作為集成平臺，將另一個平臺的模型以參照的方式加載即可。如以Microstation 平臺為集成平臺，公路模型以參照的形式加載，如圖4 所示。

圖4 管線模型與公路模型集成

3.2 碰撞檢查

模型集成后，可通過BIM 平臺的碰撞檢查功能實現(xiàn)模型要素之間的碰撞，解決公路設計過程中的地下管線問題。根據管線類型的重要性，可設置不同的碰撞距離和碰撞對象。當碰撞距離為0 m 時，為直接碰撞；當碰撞距離大于0 m 時，為間接碰撞。碰撞檢查除可實現(xiàn)各類地下管線模型之間的碰撞，還可以實現(xiàn)地下管線模型與公路工程模型之間的碰撞，滿足不同的碰撞需求，并將碰撞結果以碰撞報告的形式輸出，如圖5所示。

圖5 碰撞檢查

4 結語

公路建設中的地下管線通過BIM 技術可實現(xiàn)與公路模型的集成分析，尤其是碰撞檢查功能可快速查找出模型之間的沖突，為設計人員提供更快、更準、更全面的管線碰撞數(shù)據，用于指導公路建設，為管線遷改和安全施工提供依據。