市政工程设计中BIM技术的发展

徐启启+张世旭

摘要：在市政工程设计单位发展的过程中，应该关注BIM技术在应用中出现的问题，使用良好的方法进行处理。开发、创新出越来越多的适用于国内市政工程设计的软件，还要减少软件的应用成本，以方便提高工程经济效益，为它的发展做好铺垫。本文根据对BIM在市政工程中的应用进行分析，提出其应用的优势，供设计人员参考。

关键词：市政工程；设计；BIM技术；发展

为了满足人们逐渐增长的物质文化需要，在市政工程建设中改良设计，应该使用领先的技术、合理的设计方法，突破各种制约，处理设计中的相关问题，卓有成效地完成工程设计工作。这几年来，通过使用BIM技术，处理了很多工程设计问题，提高了设计的质量，为工程的分析以及评估提供了良好的依据，促进了市政工程设计的可持续发展。

一、市政工程设计中应用BIM技术的意义

BIM有着信息完备性、信息关联性等特点。BIM不是简单地把数字信息加以集成，而是一种数字信息的应用，被普遍应用在设计、建造等领域。这个方法为建筑工程提供了一个集成的管理环境，不仅可以明显提高施工的速度，还可以避免很多潜在的工程风险。

在信息技术普遍应用的今天，技术开发人员开发的、建筑行业中非常关键的技术，不仅能够帮助市政工程设计人员进行工作，还可以提高设计的质量，能够对市政工程中的设计数据加以重复使用，在使用这个技术的过程中，能够运用虚拟的模式，创造出市政工程建筑非常好的场景，以发现设计中的问题，减少成本的支出。

设计部门中的工作人员，使用BIM数据共享的功能，可以共享数据，防止设计数据在重复使用的时候，发生错误。通过这个技术，能够直接显示出设计图纸，还可以自动生成建材列表。使用电脑程序，把BIM技术中的各类型的数据，导入到软件中，按照软件分析的结果，在短时间内生成各种实验模型。在碰撞检查的时候，能够把各个专业的管线和支架构建等设计集合起来，以提高检查的精确性。在成本预测的时候，使用这个技术能够相当精确、非常快速地把工程量计算出来[1]。

在施工的时候，技术人员使用专门的软件，对BIM进行虚拟模型的创建，把工程施工的过程提前演练出来，即使用BIM技术对市政工程施工过程加以三维立体的设计。在虚拟模型创建的时候，应该及时找到工程设计中出现的问题，还要使用良好的方法加以改良。所以，BIM技术可以提高设计的质量，提高设计的速度，把BIM技术运用到工程施工环节，能够提高施工的经济方面的效益，推动国家的经济进步。

二、BIM理念在市政工程设计中存在的问题

（一）设计方应用BIM存在困难

在市政工程设计中，因为设计人员没有专业的理论方面的指导，没有主动去应用这个技术，造成BIM理念没有得到广泛应用。在设计的时候，设计师使用BIM的不是很多，很多人不知道这个技术，有的人不敢尝试这个技术。

（二）BIM软件应用不足

BIM软件类型非常多，各具特色，使人们很难真正了解。尤其是对绘图软件和各种类型的设计软件，对设计人员的基础水平和接受新技术的能力要求非常高。而从当前设计人员掌握的状况来看，因为在学习的时候，没有学习过这个技术，后来遇到这个软件，因为社会条件的作用，使得软件的掌握以及应用水平不高。对于设计师来说，只有正确地运用这个软件，才可以在工作的时候很好地应用出来[2]。

（三）BIM专业人才不足

BIM应用的重点是专业人才，但是当前在市政工程设计中，相关专业的人才非常少，没有对设计人员进行培训，相关专业的人才的任用也是非常不够的，设计单位没有相关技术人才，不利于这个技术的推广。

（四）BIM行业化发展程度不够

BIM在我国工程设计中处在起步的阶段，在探索的过程中，相关软件和技术都要向国外学习。但很多地方與我国的的设计要求以及规范不一致。专业的跨度非常大，设计结构相当复杂，许多材料没有恰当的界定，使得这个技术的应用非常困难。

三、BIM在市政工程设计中的应用

（一）城市隧道工程

对于不同的市政工程来说，建筑结构的设计是不一样的，设计软件不一样，造成设计结构之间有很大的不同，不利于以后的施工和管理。在市政工程设计中使用这个技术，能够调整设计的模型，不会产生数据方面的错误。另外，在方案更改的时候，还可以预测出工程量，有效地防止了人工计算的难度，降低了人力资源的投入，可以提高市政工程设计的速度。在工程施工之前，使用这个技术分析各种问题，使设计方式不再受局限，防止出现不必要的设计方面的修改[3]。

（二）复杂空间曲线的设计

市政路桥工程中，安全性和使用时间的延长受到普遍关注，而且市政路桥工程逐渐更新，结构的轴线和各种曲线越来越多，路桥工程设计工作逐渐复杂化，这就需要设计人员在设计的时候，提高设计的准确度。

在路桥设计的时候，以抛物线拱桥为例，对其进行设计的时候，桥梁的拱轴线的两端，设置不一样水平的位移等量，为了提高施工的速度，设计工作人员需要使用这个技术对节点之间的聚力加以掌握，还要在控制条件许可的条件下，计算出对应的数学公式。在使用CATIA建立曲线模型的时候，可以按照模型建立的图形的不同，对各种点的连接和轴线之间的规范性加以研究，防止误差超过许可的范围，对其设计加以科学改良。

（三）需要注意的问题

市政工程设计单位在使用这个技术的时候，需要注意它在应用中会出现的问题。当前建筑工程市场出现了非常大的变革，在放弃以前的设计方式的条件下若还使用简单的平面设计，无法满足市政工程严格的设计要求，特别在建筑工程施工质量、各种成本管理非常严格的今天，落后的设计方法会逐渐被淘汰。随着市政工程使用时间的延长，设计单位需要关注设计方案，还要预测出设计方案在将来的发展状况，结合设计人员的专业特色，使用各种设计方法提高设计的效率。endprint

当前，市政工程设计单位在使用这个技术的时候，应该注意下面这些问题：BIM技术在应用的时候，可以满足业主的设计需求，但是在别的地方还应该进行精细化处理。BIM设计软件类型虽然非常多，但可以满足我国市政工程设计要求的并不多。在传输BIM技术文件的时候，不同版本的软件传输问题是存在差异的，应该及时处理。虽然BIM技术能够减少施工的成本，但在应用的时候，会浪费非常多的资金。

四、案例分析

（一）BIM技术应用于污水处理工程设计的实践

某设计院当前使用BIM设计的污水处理工程项目非常多，它的工艺和工作流程已经大体成形。因为已经开发了很多的工艺设备三维图元素以及可调参数的图库部件，水处理区能够直接做普通的工艺图的BIM设计，污泥处理区的储泥池等也可以直接进行BIM设计，可以按照工艺流程的要求快速做完总图的规划以及设计。

燃气专业工程构筑物非常多，每个构筑物都是一个独立体，各个专业的配套非常齐全，在構筑物之间把厂区管网连接成一个大的系统。因为燃气工程管路非常复杂，使用这个技术以后，以工艺专业为设计主导在网络平台上各个工种联合工作，非常多的设计师在相同的模型空间里面排布密集的管路以防止出现碰撞。

供热工程中供热管线的排布通常是设计人员和施工方不好处理的问题，使用这个技术，设计人员能够很好地掌握空间管线的碰撞，施工方也能够方便地指导现场的施工。用这个技术进行供热工程的设计有着明显的优点：可视、协调、优化等。可视性：能够从三维实体模型中看到各个供热管道的分布和标高，给设计人员或业主非常生动的视觉冲击效果。协调性：使用二维图纸设计的时候，各个专业的设计人员因为缺乏沟通，很难发现管廊等的碰撞问题，通常是在施工中发现问题，然后处理，使用BIM技术三维设计可以避免这种问题。模拟性：可以非常形象地模拟供热机组、锅炉等设备，供方案改良和精细化设计。

（二）BIM技术应用于供热总承包项目中的应用实践

以某供热工程总承包项目为例，介绍BIM技术在总承包项目中的应用状况。先使用ArchiCAD软件进行这个项目的BIM设计，在这个基础上使用VICO等软件进行三维施工组织模拟设计。利用这两个软件非常好地处理了设计施工图错、漏、碰等问题，改良了施工时间的进度计划，很好地划分了各个工序的工作以及劳动力的配备，对工程管理起到了合理化管理的指导作用。尤其是在进行工期进度计划编制的时候，对15项土建工程以及12项安装工程加以交叉作业优化，还考虑了冬天对施工的作用，把施工时间减少了60天。在施工场地，施工人员使用电脑通过BIM设计的模型查看施工完后的效果，还可以运用三维施工模拟的可视化成果来检查各个工序的施工的状况，对指导施工以及执行都起到了非常好的促进作用。

结语

在市政工程设计中使用BIM技术，能够克服以前的单一的设计形式，在符合工程各种要求的条件下，提高设计的质量，突出设计的效果，和信息技术结合起来，增加市政工程的功能，为它的发展做好铺垫。

参考文献：

[1]柯臻玮.BIM在市政工程管线设计中的应用[J].建材与装饰，2016，（08）：89-90

[2]张森.基于BIM的市政工程投资控制研究[D].天津商业大学，2013

[3]印明.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].城市道桥与防洪，2012，（07）：347-349+354+28-29endprint