BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與實(shí)踐研究

謝 寒，齊克娜

(山東智行咨詢勘察設(shè)計(jì)院，山東 德州 253000)

0 引 言

BIM技術(shù)就是一種模擬建筑信息的技術(shù)，最早也是在美國發(fā)明并應(yīng)用的。而我國也已經(jīng)使用和應(yīng)用BIM技術(shù)很多年了。在設(shè)計(jì)許多大型工程建筑的時(shí)候，BIM技術(shù)通常都會被應(yīng)用。在這個(gè)基礎(chǔ)上，研究這個(gè)技術(shù)的道路建設(shè)應(yīng)用和實(shí)際方法應(yīng)用就顯得十分重要。本文針對BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及其在有關(guān)道路建設(shè)的過程中應(yīng)用的最新情況進(jìn)行研究，旨在對提高BIM技術(shù)的應(yīng)用水平提出相關(guān)措施。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)不同，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域有其獨(dú)特的特點(diǎn)。從這個(gè)意義上說，一方面，BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)和執(zhí)行方面有了很大的改進(jìn)。另一方面，BIM在設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用可以讓施工建設(shè)中的工作人員能夠更加迅速的捕捉到施工過程中存在的問題并及時(shí)提出解決方案。這些特點(diǎn)為BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了合理的基礎(chǔ)。

1.1 可視化

BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)主要功能是建立一個(gè)建筑物的三維模型。在我國過去很長的一段時(shí)間里，工地里的施工工程都是依靠平面的圖紙。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)繪制模型的這一目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上為建筑施工設(shè)計(jì)一個(gè)更具體的3D模型?，F(xiàn)在，隨著工程技術(shù)得到不斷提高，很多類型的工程在草案計(jì)劃和設(shè)計(jì)方法也變得越來越復(fù)雜，使用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型比傳統(tǒng)的平面圖紙要復(fù)雜得多。但是憑著其可視化的特點(diǎn)，公路建筑中的BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也大大提高了。舉個(gè)例子說，依據(jù)BIM技術(shù)可以讓你進(jìn)行公路建造的過程中，模擬出一條高速公路，這樣你就能準(zhǔn)確的規(guī)劃和建造橋梁和隧道，然后依據(jù)這一模型，有針對性的進(jìn)行施工，增強(qiáng)施工工程建設(shè)的質(zhì)量。

1.2 協(xié)調(diào)性

在建設(shè)公路的時(shí)候，需要更多的精通相關(guān)知識的專業(yè)技術(shù)人員。但是在過去的很長的一段時(shí)間里，這個(gè)問題一直沒有得到更好的解決，所以就導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)部門之間就沒有辦法進(jìn)行更好的協(xié)調(diào)和處理。但是，隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，這一問題也有了顯著的改變。最主要的就是，BIM技術(shù)可以更好的去協(xié)調(diào)各部門之間的職責(zé)和工作，最終保證建筑工程及時(shí)有效的完成。在此同時(shí)，在BIM可以更好的協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，它的應(yīng)用也讓公路建設(shè)的整體設(shè)施有了質(zhì)的飛躍，也可以更好的保障工程的整體施工進(jìn)度。

1.3 模擬性

在進(jìn)行公路建設(shè)的同時(shí)，BIM技術(shù)不僅能夠在相關(guān)軟件上建立一個(gè)3D立體的模型，而且也能利用這一技術(shù)，畫出工程建設(shè)的圖紙以及提出設(shè)計(jì)方案。基于此，這個(gè)技術(shù)就變得更加精細(xì)和準(zhǔn)確。在此同時(shí)，BIM技術(shù)也可以提前對施工現(xiàn)場、使用的材料以及人員的分配進(jìn)行提前的模擬，在模擬的同時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)施工建筑中存在的隱患，并且能夠及時(shí)的采取應(yīng)對的措施，有效的提高道路建設(shè)過程中的施工質(zhì)量。

1.4 優(yōu)化性

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在的建筑工程的內(nèi)容也開始變得越來越繁雜，所以，這也對全部的工作人員以及整體的工程進(jìn)度有了更高的要求。因?yàn)橹皇且揽科矫鎴D紙?jiān)O(shè)計(jì)，并不能滿足整體的工程情況，但是BIM技術(shù)的應(yīng)用，有效的解決了這一問題。設(shè)計(jì)人員可以通過設(shè)計(jì)建筑的模型，更加全面的選擇更適合這個(gè)建筑工程的施工方案，從而優(yōu)化整體的施工設(shè)計(jì)方案。

2 公路設(shè)計(jì)中常用的BIM技術(shù)應(yīng)用平臺

在科學(xué)與技術(shù)發(fā)展迅速的時(shí)代，只依賴一個(gè)軟件的BIM技術(shù)已經(jīng)不再符合道路設(shè)計(jì)的要求。因此，不同種類的BIM技術(shù)軟件被人們開發(fā)并被人們使用，并且成為了重要的信息平臺。在本篇文章中，我們主要是簡單介紹其中幾種信息平臺，具體如下：

2.1 Autodesk

這個(gè)軟件是由Autodesk公司設(shè)計(jì)的一種基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件。這個(gè)軟件根據(jù)BIM技術(shù)為設(shè)計(jì)圖案進(jìn)行3D建模，目的是提高整個(gè)工程技術(shù)設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量。這個(gè)軟件與其他軟件相比的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是操作不是很困難，容易上手。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以在項(xiàng)目草案的設(shè)計(jì)過程中看到和分辨成功的項(xiàng)目計(jì)劃，以此為借鑒吸收草案中好的部分，目的是完善自己的草案計(jì)劃。因此，這個(gè)軟件在道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用非常普遍。

2.2 Bentley

在BIM設(shè)計(jì)軟件方面，Bentley公司主要從事道路、橋梁、機(jī)場、建筑等大型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。在這個(gè)軟件系統(tǒng)中，有許多獨(dú)立的BIM模型。由于道路、橋梁等大型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)有許多共同之處，所以設(shè)計(jì)師可以通過對系統(tǒng)自身模型中的類似模型進(jìn)行改變和創(chuàng)新來實(shí)施項(xiàng)目的建設(shè)工作。由此可見，該軟件的應(yīng)用可以顯著減少設(shè)計(jì)師的工作量，從而進(jìn)一步提高整體設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量。

2.3 Nemetschek

BIM技術(shù)在軟件中的應(yīng)用最早是始于Nemetschek公司。通過將BIM集成到軟件中，Nemetschek開發(fā)了一系列技術(shù)方案模型，并證明了它們在技術(shù)設(shè)計(jì)和公路建筑中找到了創(chuàng)造性的應(yīng)用。但是這個(gè)軟件中的很多應(yīng)用都和我國的使用的設(shè)計(jì)軟件不符合，所以在我國，它的應(yīng)用范圍非常有限。但是目前，該軟件在美國和歐洲的大型項(xiàng)目中使用比較普遍。

2.4 Dassault

法國的Dassault公司也對如何利用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)大型工程做了深入的研究。在這一基礎(chǔ)上產(chǎn)生了若干施工工程設(shè)計(jì)軟件。和其它類型的軟件相比較，這個(gè)軟件更適合設(shè)計(jì)大型建筑。比如說，北京奧運(yùn)會的主辦地點(diǎn)鳥巢的設(shè)計(jì)和施工就受到了這個(gè)軟件的幫助。相反，這種軟件技術(shù)在道路建設(shè)中使用的相對很少，甚至是沒有。

3 BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

目前在公路建設(shè)和道路規(guī)劃等領(lǐng)域均廣泛使用BIM技術(shù)。因?yàn)檫@些技術(shù)自身的特點(diǎn)，使得它們進(jìn)一步增強(qiáng)了建筑和高速公路建設(shè)的規(guī)劃能力。不過，值得注意的是，BIM技術(shù)在規(guī)劃和道路建設(shè)中的應(yīng)用也逐漸暴露了很多的問題。因此，我們必須要制定相關(guān)政策幫助技術(shù)人員進(jìn)一步提高研發(fā)水平和加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用。本文全面研究了這些技術(shù)的應(yīng)用情況，分析了它們遇到的實(shí)際問題的以及為解決這些技術(shù)問題而采取相關(guān)的措施。

3.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國，為了提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展就實(shí)施了各種工程建設(shè)，但是在這一方面，也投入了大量的資金，所以BIM技術(shù)的軟件也越來越被優(yōu)化，并且廣泛應(yīng)用在各種工程建設(shè)當(dāng)中。因?yàn)锽IM技術(shù)自身所自有的優(yōu)勢，所以它發(fā)揮了很大的作用在建筑工程當(dāng)中。

目前，我國的工程設(shè)計(jì)大多數(shù)只是用平面的圖紙，但是，BIM技術(shù)的應(yīng)用，大大改善了這一問題，相關(guān)專業(yè)人員可以通過3D模型去繪制三維的圖紙，并且也可以考慮到在施工的過程中可能會發(fā)生的問題等等。在這個(gè)大環(huán)境中，越來越多的建設(shè)工程開始應(yīng)用這一技術(shù)，目的是提高整體的工程質(zhì)量以及加快工程進(jìn)度，以便按時(shí)完成整體施工計(jì)劃。

3.2 面對的問題

BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用也有著許多需要解決的問題。其中一個(gè)主要問題是，現(xiàn)有的BIM現(xiàn)在的更適用于建筑的設(shè)計(jì)和執(zhí)行。由于道路設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)之間的巨大差異，使得BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計(jì)中沒有得到盡可能多的發(fā)展。主要就是，建筑的設(shè)計(jì)工程是有一個(gè)集中的設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)，可以很容易的在性能方面標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃和創(chuàng)建建筑。BIM技術(shù)在高速公路設(shè)計(jì)和施工中標(biāo)準(zhǔn)化的困難使得以這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工變得困難。然而，由于道路施工是在復(fù)雜的條件和地形下進(jìn)行的，因此BIM施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化就會更加困難。今天，國內(nèi)外的軟件開發(fā)人員似乎在這方面的研究很少，所以就沒有實(shí)際的解決措施。

3.3 解決措施

鑒于道路規(guī)劃項(xiàng)目中使用BIM所面臨的現(xiàn)實(shí)困難，因此需要制定科學(xué)措施來糾正和處理這些問題。具體行動：第一，雖然BIM技術(shù)現(xiàn)在不能在道路規(guī)劃上得到很好的運(yùn)用，但是它卻擁有比傳統(tǒng)的草案技術(shù)更為強(qiáng)大的優(yōu)勢。所以需要施工部門要盡可能增加BIM的技術(shù)應(yīng)用，并提供更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為BIM技術(shù)更久遠(yuǎn)的發(fā)展提供可行性。這項(xiàng)舉措不僅能夠有效的提高自己的規(guī)劃和設(shè)計(jì)水平而且也催促了相關(guān)軟件部門加快對BIM技術(shù)應(yīng)用軟件的研發(fā)。

第二，在大學(xué)引進(jìn)更多的高端技術(shù)人才。大力培養(yǎng)高端的技術(shù)人才，通過人才的引進(jìn)，實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)技術(shù)水平的顯著提高。在此基礎(chǔ)上，中國BIM技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用可以進(jìn)一步提高其發(fā)展水平。

4 結(jié) 語

總的來說，BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計(jì)和修建高速公路方面，這不僅提高了工程建筑建設(shè)和公路建設(shè)質(zhì)量,而且也幫助了建筑公司進(jìn)一步提高自身素質(zhì)建設(shè)和施工質(zhì)量。然而，如今BIM并沒有提供設(shè)計(jì)道路的潛力，所以在實(shí)際實(shí)施中還有一定的改進(jìn)空間。本研究對這一問題進(jìn)行了深入分析，并提出了解決方案。通過這次研究，我們希望幫助建筑公司在實(shí)踐中進(jìn)一步提高BIM的水平，從而進(jìn)一步增強(qiáng)我國的道路建設(shè)水平。