BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

盛曉楓

上海工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 上海 201108

當(dāng)前，BIM設(shè)計(jì)在整個(gè)城市道路的設(shè)計(jì)流程當(dāng)中，已然形成了一種趨勢(shì)，并同時(shí)具備一定的自動(dòng)化等方面的優(yōu)勢(shì)，也受到了很多很多人的青睞[1]。隨著創(chuàng)新建筑群的逐漸增多，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已不能滿足現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)要求，有明顯的滯后性，而B(niǎo)IM技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域凸顯出了自身的優(yōu)勢(shì)。解決了很多無(wú)法解決的問(wèn)題，特別是在市政道路設(shè)計(jì)和市政管線建設(shè)中，它是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)所無(wú)法比擬的。

1 BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

1.1 模擬分析能力強(qiáng)

BIM技術(shù)本身存在很多優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，可以將整個(gè)市政工程的效果展示出來(lái)，在這樣的前提下，有助于設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)中的各方面設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行完善與優(yōu)化[2]。與此同時(shí)，還可以將整體的設(shè)計(jì)效果表現(xiàn)出來(lái)，為市政道路規(guī)劃的工作人員提供參考，并進(jìn)行分析。而對(duì)于市政道路設(shè)計(jì)中存在的缺陷，也可以及時(shí)做出調(diào)整，來(lái)幫助市政道路的建設(shè)發(fā)揮出重要作用。BIM技術(shù)隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步得到了廣泛的應(yīng)用，并被應(yīng)用到各行各業(yè)當(dāng)中，BIM技術(shù)還通過(guò)創(chuàng)建自身的三維數(shù)據(jù)模型取代了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了二維設(shè)計(jì)的不足，在這樣的前提下，在市政道路設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員要合理的利用BIM技術(shù)，將城市道路的效果進(jìn)行展示，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，讓設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行完善。

1.2 協(xié)調(diào)性強(qiáng)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，城市化進(jìn)程的加快，使用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前城市建設(shè)的發(fā)展要求，對(duì)此，容易在建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)城市道路的建設(shè)產(chǎn)生不良的影響。而隨著道路建設(shè)的逐漸增多，二維設(shè)計(jì)的方式也無(wú)法更好的表現(xiàn)，對(duì)于那些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)內(nèi)容來(lái)說(shuō)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致市政道路工程無(wú)法順利的進(jìn)行與開(kāi)展[3]。對(duì)此，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)了城市市政道路的發(fā)展，并合理利用先進(jìn)的三維模擬技術(shù)，來(lái)對(duì)道路的設(shè)計(jì)進(jìn)行效果展示，給人們帶來(lái)一種直觀、立體的感受，并準(zhǔn)確算出施工的相關(guān)數(shù)據(jù)，以此來(lái)推動(dòng)市政道路工程的發(fā)展。因此，BIM技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到市政道路的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

1.3 可以進(jìn)行模擬仿真分析

尤其在建筑設(shè)計(jì)技術(shù)當(dāng)中有著重要的優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)能夠通過(guò)三維立體表現(xiàn)，并在三維狀態(tài)下，及時(shí)讓工作人員做出調(diào)整，能夠呈現(xiàn)出比較直接的市政道路建設(shè)情況，對(duì)BIM技術(shù)的仿真結(jié)果評(píng)估而言，能夠有助于建筑設(shè)計(jì)工作者及時(shí)找到其存在的缺陷，并做出調(diào)整[4]。具備自動(dòng)高效的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，在BIM技術(shù)下，建立的模型包含了很多相關(guān)信息，能夠?qū)?shí)際仿真建模的功能，提供強(qiáng)大的信息支撐，由此而實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)字信息與控制。

1.4 可視化程度比較高

可視化技術(shù)是對(duì)BIM設(shè)計(jì)的一個(gè)比較直觀的展示方法，因?yàn)榭梢暬夹g(shù)并不是單一的效果圖，是對(duì)整個(gè)道路設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行可視化的過(guò)，它能夠涵蓋整個(gè)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在其中，涵蓋了設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)施工過(guò)程以及全部市政道路工程的周期信息，并且在設(shè)計(jì)方案的整個(gè)流程當(dāng)中，對(duì)項(xiàng)目信息加以展示，為客戶帶來(lái)更為直觀、明顯的效果[5]。另外，在設(shè)計(jì)階段，可以傳遞設(shè)計(jì)信息，正確的表達(dá)設(shè)計(jì)理念。并在具體的施工過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)工作人員利用可視化設(shè)計(jì)，可以對(duì)相關(guān)的施工方法和過(guò)程進(jìn)行模擬，并進(jìn)行優(yōu)化處理。

1.5 具有較強(qiáng)的輔助性

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市構(gòu)架的逐漸拉大，市政道路工程也變得越來(lái)越立體化，并逐漸向著專業(yè)化的方向發(fā)展。在這樣的前提下，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的基本要求，并存在一些問(wèn)題。由于一些地區(qū)的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地形相差過(guò)大，這些因素都會(huì)對(duì)市政道路設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。另一方面，由于地下綜合管廊的不斷發(fā)展，本項(xiàng)目涉及多個(gè)不同的設(shè)計(jì)專業(yè)，并且很難保持協(xié)調(diào)一致性。園林景觀綠化作為市政道路中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，從二維設(shè)計(jì)的層面來(lái)說(shuō)，也很難表現(xiàn)出良好的景觀效果，而這些因素都會(huì)影響市政道路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與有效性，并阻礙市政道路工程建設(shè)的開(kāi)展。而B(niǎo)IM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以利用三維數(shù)據(jù)模型的相關(guān)參數(shù)信息，對(duì)市政工程道路進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，讓各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)的工作人員進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，更好的展現(xiàn)出更好的效果，來(lái)推動(dòng)市政道路工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。不僅如此，BIM技術(shù)還可以對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容、具體的施工工作、以及不同的項(xiàng)目管理工作進(jìn)行輔助，在市政道路工程的行業(yè)當(dāng)中擁有很大的發(fā)展前景。

1.6 參數(shù)化設(shè)計(jì)

眾所周知，BIM技術(shù)的核心主要是模型當(dāng)中承載的信息，而模型僅是相關(guān)信息的主要載體。而參數(shù)化的設(shè)計(jì)理念對(duì)于這一情況，將涉及到的重點(diǎn)放在信息輸入的方面上，則生成模型[6]。但這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，能夠自行得到結(jié)果，因此，避免了常規(guī)的建模測(cè)繪項(xiàng)目信息，將工程設(shè)計(jì)工作者的主要注意力放在建筑設(shè)計(jì)層面上，從而在一定程度上可以提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。這一方面對(duì)市政工程設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地方而言，很容易進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，而建筑參數(shù)的設(shè)置在BIM技術(shù)中的實(shí)際使用流程當(dāng)中，也很易于進(jìn)行調(diào)整。

1.7 符合我國(guó)的設(shè)計(jì)習(xí)慣

在我國(guó)使用國(guó)外BIM軟件的最大阻力是設(shè)計(jì)習(xí)慣不同，將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式和多數(shù)的建模操作集合理融入到實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其是對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)過(guò)程與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式幾乎完全相同。而國(guó)外BIM技術(shù)，而在國(guó)內(nèi)使用的另一種阻力則是無(wú)法適應(yīng)中國(guó)的建筑設(shè)計(jì)行為，因此，充分考慮了這樣的實(shí)際情況，并給出了完全符合中國(guó)習(xí)慣的平分圖、道路用圖、構(gòu)成數(shù)據(jù)圖、超高加寬圖、橫斷面圖等。不僅如此，還有不同的標(biāo)注和圖表。

1.8 實(shí)現(xiàn)計(jì)算的準(zhǔn)確性

眾所周知，對(duì)于市政道路設(shè)計(jì)的工作來(lái)說(shuō)，工作量比較大，對(duì)此，相關(guān)工作人員為了更好的提升工作效率，并確保計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，在通常情況下，會(huì)通過(guò)斷面法對(duì)不同的市政工程進(jìn)行計(jì)算。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，如果遇到地形不平坦的情況，那么斷面方法就不實(shí)用了，計(jì)算結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)誤差，從而影響最終的效果。而B(niǎo)IM技術(shù)可以改變傳統(tǒng)斷面方法自身存在的不足之處，可以為每一個(gè)工程量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。為每一個(gè)子模塊中的數(shù)據(jù)信息提供支持，保障數(shù)據(jù)信息的高效性、準(zhǔn)確性，不僅如此，還能符合相關(guān)的實(shí)際要求與標(biāo)準(zhǔn)。而工作人員在進(jìn)行BIM技術(shù)計(jì)算以前，要根據(jù)路基設(shè)計(jì)的曲線和地形曲線為基礎(chǔ)，則該技術(shù)就不會(huì)受到地形方面的影響，可確保最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，來(lái)提升效率。

2 BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在市政道工程中的原理和應(yīng)用辦法

在進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)城市的道路、給排水、燃?xì)狻㈦娏Φ确矫娴膬?nèi)容進(jìn)行合理的規(guī)劃，在設(shè)計(jì)的前期，要對(duì)該城市周邊的建筑有詳細(xì)的了解，并對(duì)已有的建筑結(jié)構(gòu)體的相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)字化處理，對(duì)具體的分布情況和存在的狀態(tài)進(jìn)行有效的分析，在這樣的前提下，才可以將BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用在市政道路和道路管線設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中。首先，相關(guān)工作人員要對(duì)原有的建筑結(jié)體有深刻的認(rèn)識(shí)，并將該區(qū)域內(nèi)的建筑物信息進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)與管理，其中，主要包括幾何數(shù)據(jù)信息和屬性信息兩種，并在此基礎(chǔ)上，將已有的建筑原有信息進(jìn)行可視化顯示，再進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析。其次，而針對(duì)BIM設(shè)計(jì)的應(yīng)用和協(xié)同建筑設(shè)計(jì)方面而言，在將初始建設(shè)的建筑結(jié)構(gòu)信息可視化的條件下，能通過(guò)相關(guān)的軟件來(lái)判斷橋梁、涵洞、高架樁基等的結(jié)構(gòu)信息和數(shù)據(jù)。其中，主要包括道路與建筑的間距、碰撞交叉的情況、管道設(shè)計(jì)和安裝的情況等綜合研究，將市政道路交通工程和管線工程進(jìn)行融合。對(duì)于市政道路和管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而總體規(guī)劃設(shè)計(jì)方案中的建設(shè)費(fèi)用則主要以道路和管線的建設(shè)規(guī)模為依據(jù)，在初始信息的軟件支持下進(jìn)行計(jì)算，并在費(fèi)用的引導(dǎo)下，根據(jù)既有的道路設(shè)計(jì)信息作出了合理的空間位置改變，從而提升了城市道路設(shè)計(jì)的整體內(nèi)容。對(duì)于BIM技術(shù)影響下的設(shè)計(jì)和施工數(shù)據(jù)采集，在BIM技術(shù)的三維可視化影響下，繪制藍(lán)圖或標(biāo)記縱橫斷面圖，從而為后期的工作提供便利，在這樣的前提下，當(dāng)自動(dòng)處理以后，可生成對(duì)應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果，為之后的市政道路和管線的維護(hù)工作提供有力的支持。

2.2 道路中心線的設(shè)計(jì)

在市政道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)道路中心線時(shí)確定中心線的位置，再對(duì)各方面的因素進(jìn)行控制，并從多方面進(jìn)行考慮，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作。與此同時(shí)，還要按照相關(guān)人員的要求做出調(diào)整。例如，圓曲線的半徑和曲線的長(zhǎng)度等要素。而設(shè)計(jì)人員要將道路的中心線放在地形圖當(dāng)中最合適的位置上，在此基礎(chǔ)上，將中心線轉(zhuǎn)變?yōu)槎喽尉€之后，再按照相關(guān)的要求對(duì)多段線進(jìn)行處理，創(chuàng)建路線的道路中心線位置。不僅如此，還要將市政道路路線的名稱輸入到其中，在按照道路的實(shí)際情況和標(biāo)簽的樣式做出調(diào)整。

2.3 地形圖處理

在一般情形下，測(cè)繪公司通常都會(huì)制作出二種不同的地形圖，其中，為三維地形圖，也就是將地形圖中所標(biāo)示出的最高成點(diǎn)高度，作為具體的最高程度。而第二種則為二維地形，也就是將地形圖的最高點(diǎn)高度定為零，并在高點(diǎn)附近使用較明確的數(shù)值標(biāo)記出具體的最高高度。當(dāng)前，人們使用三維地圖表示高程點(diǎn)，一般是帶z坐標(biāo)系的圖塊。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，首先，所有工作人員都必須通過(guò)圖層管理器將它啟動(dòng)，并同時(shí)對(duì)除頂層點(diǎn)以外的任何影調(diào)進(jìn)行反向選擇，并對(duì)它進(jìn)行凍結(jié)管理。然后，通過(guò)啟動(dòng)工作局面菜單下面的建立曲面命令，在建立曲面對(duì)話框之后，必須選擇適當(dāng)?shù)耐繉雍颓娴念愋停趩?dòng)工作空間和所附屬的曲面菜單之后，必須通過(guò)自定義打開(kāi)工具欄，并移動(dòng)到圖像上，與此同時(shí)，并在隨后彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊選塊，并使用這樣的方法選取了所有的頂層點(diǎn)，按下確定。最后，當(dāng)所有的曲面創(chuàng)建完畢以后，設(shè)計(jì)器使用對(duì)象查看器再次顯示指定的曲面。

2.4 設(shè)計(jì)市政道路的橫斷面

在進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)工作人員首先要?jiǎng)?chuàng)建裝配，并且還要確定對(duì)應(yīng)裝配的名稱，然后再插入豎線，在通常情況下，這種豎線有圓形標(biāo)記的標(biāo)識(shí)。還要認(rèn)識(shí)這種豎線的作用。工作人員完成裝配圖的橫截面設(shè)置后，必須根據(jù)實(shí)際要求添加其他工廠圖紙。并在此基礎(chǔ)之上，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，可以隨時(shí)調(diào)整不適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。不僅如此，還可以隨時(shí)更改部件的類型。

2.5 設(shè)計(jì)市政道路的縱斷面

對(duì)于市政道路設(shè)計(jì)的縱斷面來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)在其中起到了至關(guān)重要的作用，首先，工作人員要合理編制原地面線的相關(guān)文件，然后在此基礎(chǔ)上，在軟件當(dāng)中生成相關(guān)的文件，并及時(shí)做好調(diào)整。讓其可以滿足基本的設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，而在縱斷面設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，而B(niǎo)IM技術(shù)則利用將三維地形繪制并在多面體上形成縱切面，之后再按照縱切面所產(chǎn)生的地面曲線展開(kāi)下一個(gè)工作，如果道路中心在之后受到不同的因素影響，那么需要工作人員進(jìn)行修改，此時(shí)，基線將自動(dòng)更新。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低誤差，從而來(lái)進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)人員的效率。

2.6 能夠體現(xiàn)出市政道的無(wú)障礙設(shè)計(jì)

在按照總體規(guī)劃設(shè)計(jì)市政路面與管線設(shè)計(jì)的流程當(dāng)中，同時(shí)還能體現(xiàn)市政無(wú)障礙設(shè)計(jì)的宗旨，為受傷患者、孕婦、小孩、殘疾人等弱勢(shì)群體創(chuàng)造最適宜的生活條件，從而推廣了市政路面總體規(guī)劃設(shè)計(jì)中的人性化設(shè)計(jì)理念。如在市政道路管道的規(guī)劃與設(shè)計(jì)過(guò)程中，就能夠運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)各種資源進(jìn)行，系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)了無(wú)障礙設(shè)計(jì)的，從而促進(jìn)了市政道路設(shè)計(jì)與規(guī)劃，匆匆而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)和城市環(huán)境引入更為安全、實(shí)用的元素。

3 BIM技術(shù)的應(yīng)用展望

隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷應(yīng)用，影響甚廣，并被廣泛的應(yīng)用到相關(guān)的設(shè)計(jì)部門(mén)當(dāng)中。其中，BIM技術(shù)的軟件有很多，接口和插口都不相同，并在交流的過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生很大的難度，對(duì)此，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。而B(niǎo)IM需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確保結(jié)構(gòu)和插件的統(tǒng)一性，以此實(shí)現(xiàn)各部門(mén)之間的友好交流。在市政道路規(guī)劃過(guò)程中，工作人員可以利用BIM技術(shù)避免地形和土地形狀的影響，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但由于很多部門(mén)都想運(yùn)用這一項(xiàng)技術(shù)，在這樣的前提下，就要確保該技術(shù)是的兼容性，是否能滿足不同部門(mén)的需要，是否能與其他技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，來(lái)提升相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，以及設(shè)計(jì)內(nèi)容的合理性。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的城市建設(shè)仍在飛速的發(fā)展中，但一些精工慢活的項(xiàng)目還比較少，因此，從表面上來(lái)看，我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的需求并不是很高。但隨著我國(guó)城市進(jìn)程的發(fā)展，對(duì)相關(guān)建筑項(xiàng)目提出了更高的要求，對(duì)此，會(huì)增加BIM技術(shù)的需求。而市政道路建設(shè)作為城市建設(shè)當(dāng)中的重要內(nèi)容，如果可以進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并確保道路的安全性，在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中合理的運(yùn)用BIM技術(shù)，要充分認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)理念也將成為一種發(fā)展趨勢(shì)，在這樣的前提下，相關(guān)部門(mén)和工作人員一定要引起足夠的重視。尤其在BIM技術(shù)建模的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)市政道路和管道的設(shè)計(jì)中的信息進(jìn)行存儲(chǔ)與管理，在此基礎(chǔ)上，還要克服BIN技術(shù)推廣的阻力，并將其廣泛的應(yīng)用。從而為企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。