公路工程標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件BIM 模型庫的建立

何 飛，戴 瑋

（安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

引言

現(xiàn)階段BIM 在建筑行業(yè)發(fā)展迅速，其標(biāo)準(zhǔn)化工作的建立與推進(jìn)是完成信息交換、BIM 交付以及全生命周期運營的重要基礎(chǔ)［1］。公路工程同樣需要面對BIM 建模標(biāo)準(zhǔn)化問題，由于公路工程大多為線性工程，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置主要圍繞線形結(jié)構(gòu)展開［2］。在實際工程設(shè)計過程中，可以通過規(guī)范模型建模流程，建立企業(yè)級的標(biāo)準(zhǔn)模型庫，利用滿足規(guī)范的模塊式工作方式，避免重復(fù)工作，提高設(shè)計質(zhì)量。

以Bentley 平臺為基礎(chǔ)，針對公路工程構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化工作需求，從構(gòu)件的幾何模型和工程信息出發(fā)，探討一種基于公路工程構(gòu)件的BIM 模型庫的建立與應(yīng)用，對模型庫包含內(nèi)容要素進(jìn)行剖析說明。

1 模型庫分類與建立原則

1.1 模型庫的分類

公路工程標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件BIM 模型庫（簡稱模型庫）在內(nèi)容上應(yīng)分為兩個部分，一類為包含幾何信息的構(gòu)件單元庫，即部分工程構(gòu)件的三維模型庫，主要涉及的專業(yè)為道路、橋梁、涵洞、交安。一類為工程信息屬性庫，即公路工程各構(gòu)件應(yīng)包含的工程信息屬性集，信息屬性在廣度上應(yīng)考慮項目的全生命周期所需的工程信息，確保項目各階段信息的適用性［3］。

通過對公路工程構(gòu)件三維模型掛接相關(guān)信息屬性，最終完成工程三維BIM 信息模型的建立。在工程信息模型中，各個工程構(gòu)件包含其工程信息屬性集，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行工程信息分類與查詢、工程量統(tǒng)計等工作。

1.2 模型庫建立原則

在建立標(biāo)準(zhǔn)模型庫時應(yīng)遵循易操作、能共享、促交互、可擴(kuò)展的原則。

1.2.1 易操作

為了便于模型庫服務(wù)于公路工程的BIM 技術(shù)應(yīng)用，模型庫采用模塊式的設(shè)計原則，以標(biāo)準(zhǔn)模塊為基礎(chǔ)，從而提高公路工程BIM 模型的創(chuàng)建效率。

1.2.2 能共享

標(biāo)準(zhǔn)模型庫應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范、國家標(biāo)準(zhǔn)、圖集等制作，確保構(gòu)件單元尺寸滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求。基于設(shè)計規(guī)范創(chuàng)建的模型單元適用性強(qiáng)，符合共享原則。

1.2.3 促交互

構(gòu)件單元庫主要包含構(gòu)件的幾何信息，構(gòu)件模型創(chuàng)建精度應(yīng)滿足G2 標(biāo)準(zhǔn)［4］。信息屬性庫主要包含構(gòu)件的工程信息，為了便于模型庫的使用和推廣，工程信息粒度應(yīng)滿足N4 標(biāo)準(zhǔn)［4］。

2.1.3 UDPGA輔酶溶液 精密稱取UDPGA適量，臨用前用水溶解并定容，配制成濃度為5 mmol/L的UDPGA輔酶溶液。

1.2.4 可擴(kuò)展

模型庫命名、分類方式等滿足可擴(kuò)展需求。

2 模型庫建立

2.1 構(gòu)件單元庫

從單元庫的適用性出發(fā)，將構(gòu)件單元庫分為通用構(gòu)件庫和項目級構(gòu)件單元庫。

2.1.1 通用構(gòu)件庫

通用構(gòu)件庫主要包含設(shè)計通用構(gòu)件單元，如路燈、護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段、涵洞標(biāo)準(zhǔn)段、標(biāo)志標(biāo)牌、檢修平臺標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件等。此類單元有一定的標(biāo)準(zhǔn)樣式，在各個項目中重復(fù)使用，歸納入通用構(gòu)件庫后，便于檢索、查閱與使用。

2.1.2 項目級構(gòu)件單元庫

項目級單元庫服務(wù)于各項目，主要包含單個項目中需重復(fù)創(chuàng)建、復(fù)制率高的構(gòu)件單元。通過建立項目的單元庫，在創(chuàng)建項目的三維模型時，在路線對應(yīng)的位置點直接放置構(gòu)件單元，減少重復(fù)模型構(gòu)件的創(chuàng)建工作。

2.2 信息屬性庫

信息屬性庫主要分成3 個屬性模塊：基礎(chǔ)屬性、構(gòu)件屬性和材料屬性。其中基礎(chǔ)屬性包含工程屬性及通用屬性；構(gòu)件屬性為構(gòu)件特有屬性，包含構(gòu)件的空間屬性、尺寸信息等；材料屬性包含構(gòu)件的組成材料及用量。

2.2.1 基礎(chǔ)屬性

表1 橋梁工程基礎(chǔ)屬性

2.2.2 構(gòu)件屬性

工程構(gòu)件的構(gòu)件屬性為構(gòu)件的獨立屬性，如主梁應(yīng)包含梁長、梁高、結(jié)構(gòu)形式等屬性，橋墩應(yīng)包含墩高、橋墩形式等屬性。構(gòu)件屬性模塊所包含的屬性內(nèi)容及格式（單位）見表2、表3。

表2 橋梁工程構(gòu)件屬性（示例：主梁）

表3 道路工程構(gòu)件屬性（示例：底基層）

2.2.3 材料屬性

工程構(gòu)件的材料屬性包含該構(gòu)件所使用的工程材料。在工作中可創(chuàng)建設(shè)計用材料屬性庫，根據(jù)工程構(gòu)件實際應(yīng)用材料見表4，從設(shè)計用材料屬性庫中調(diào)取該材料的型號、使用單位等信息內(nèi)容見表5。

表4 橋梁工程材料屬性（示例：主梁）

表5 主梁待調(diào)用的材料屬性

通過3 個屬性模塊的任意組合，組成構(gòu)件所攜帶的所有工程信息，并與構(gòu)件的三維模型相互映射，實現(xiàn)構(gòu)件化公路工程信息模型的創(chuàng)建。

3 模型庫應(yīng)用

以蘭州新區(qū)經(jīng)三十三路與G341 線立交工程為例，依據(jù)公路工程標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件BIM 模型庫，創(chuàng)建全項目的工程BIM 信息模型，最終形成基于BIM 技術(shù)的工程建設(shè)管理平臺。設(shè)計方創(chuàng)建的全項目工程BIM 信息模型，包含設(shè)計數(shù)據(jù)及變更信息等基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)；施工單位和監(jiān)理方依據(jù)此模型，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳、檢查和審批；業(yè)主方基于此平臺，進(jìn)行工程實施監(jiān)測。最終實現(xiàn)三方基于模型數(shù)據(jù)和工程信息的交流與共享。

在項目中，創(chuàng)建項目級工程構(gòu)件BIM 單元，并根據(jù)工程屬性，對應(yīng)添加各構(gòu)件的基礎(chǔ)屬性、構(gòu)件屬性和材料屬性。例如圖1 的工程A 匝道橋中3 號墩墩身構(gòu)件，所包含工程屬性內(nèi)容：矩形墩高5 m、里程樁號為K0+379 等。

圖1 墩身單元構(gòu)件信息屬性

根據(jù)項目的實際設(shè)計信息，在三維模型上掛接各構(gòu)件的工程材料數(shù)據(jù)，直接導(dǎo)出交付用的各構(gòu)件屬性表格以及生成自動化工程數(shù)量表，降低工程數(shù)量的計算誤差，可用于工程量自動統(tǒng)計以及計量管理等。

4 結(jié)語

應(yīng)用BIM 技術(shù)，針對工程標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件信息屬性關(guān)鍵技術(shù)展開研究，主要從標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫的創(chuàng)建以及構(gòu)件的信息屬性庫創(chuàng)建的角度展開，使BIM 構(gòu)件具備標(biāo)準(zhǔn)化的工程信息屬性。以此為基礎(chǔ)，完成項目構(gòu)件工程量自動統(tǒng)計、計量管理等需求，為實現(xiàn)基于BIM技術(shù)的工程建設(shè)管理平臺的開發(fā)奠定基礎(chǔ)，具有實際應(yīng)用價值。