BIM技术在高速公路管理中的应用研究

蒋艳梅

商丘市公路管理局

1 BIM技术的特点

1.1 可视化

通过BIM技术构建出建筑模型是透明的，因此可以将项目结构的各项信息完全的展示出来，这样就完美的避免的了隐蔽工程中的隐患问题。这也是BIM技术最大的特点，由于其可视性，使得设计人员不必依靠大脑的想象，而是可以直接看见各种工程结构，这也使得设计人员不必总是面对二维图纸，然后为了图纸的可操作性，还需要在图纸上标注各种信息，不仅不利于施工人员的施工操作，对于设计人员来说也容易出现一些隐蔽性问题不易发现，极大的增加了设计人员与结构模型的互动性，从而可以全面掌握结构设计信息。

1.2 协调性

BIM技术具有很强的协调性特点，因此无论是设计人员还是施工单位都可以利用BIM技术协调施工中的各项工作，从而有效的解决施工以及设计过程中的各项难点。利用三维模型，施工人员与设计人员的沟通是无障碍的，而如果利用传统的二维图纸，则很可能忽视各专业之间的碰撞问题。通过BIM技术，可以有效协调工程中的管线碰撞问题，并且可以实现施工方、设计者以及业务无障碍交流，当施工单位有不理解的地方，可以直接通过BIM技术建立的三维模型将问题指出来，如果在设计方面存在一定的结构设计不合理的地方也可以直接与设计人员交流，有效的避免了返工问题。

1.3 模拟性

利用BIM技术构建出的是三维立体模型，因此不仅可以将结构的外部形态完美的模拟出来，还能精准的模拟出内部结构，而且还可以在此模型上进行修改操作。为了将BIM技术的作用最大化的发挥出来，可以利用BIM技术对所具有的某一项功能进行模拟，从而不断完善。

2 BIM技术在高速公路管理中的应用

在某地建设的高速公路工程中，该工程项目位于AK800+AK1250段，隧道衬砌段2000m，层高不宜大于1.5m，每层宜设置4～5个窗口，其净空不宜小于45cm×45cm。拱顶部位应预留2～4个注浆孔。针对其公路隧道衬砌施工中，应用BIM技术，结合实际隧道衬砌施工设计的特点，选用BIM技术中，应用BIM的CATIA建模软件，构建设计隧道三维设计平台，并通过编制一个简要的隧道衬砌设计程序，展示BIM技术的应用价值，确保可提高工程项目的建设效率，优化设计方案。

2.1 优化构建高速公路BIM设计思路

BIM应用与隧道工程设计，设计人员也可优化使用BIM技术对公路隧道施工展开三维动态设计，通过建立隧道的实体模型进行结构分析、碰撞分析等。施工方通过BIM技术实行对工程的动态管理，并参考设计模型进行施工指导、工期预测、分析造价等，优化施工管理。后期的运营和维护也可通过BIM技术对设计模型提供的信息参考，模拟后期项目投入使用后会出现的相关问题，并针对这些问题采取措施等。

2.2 指导设计变更

在施工过程中如果发现了勘察时所忽略的特殊地质情况，或是设计人员水平所限导致设计不合理，为了保证公路的质量和稳定性，需要变更原设计，这时就需要管理层及时对新出现的突发情况作出反应，以便指导接下来的施工。基于BIM的基本特点，引用BIM技术，以求快速响应设计变更，在控制成本的前提下，得到新的设计方案。BIM在各种数字化构造实体中可以实现关联显示以及智能互动等，比如设计图纸和图表可以联系在一起，从而提高工作效率，当对数据库中的数据进行修改时，将会立刻显示关联之处。因为数据直接来自模型，当施工时发现新的路况，将实时数据可以轻松进行更新，迅速地响应设计变更，设计人员使用工作集和链接管理，将模型进行整合和问题检测，检查设计的合理性，最终得出比较理想的设计方案。通过三维BIM模型，设置好标准化模板，就可以直接生成二维施工图纸，并对整个工程的施工过程进行模拟，分析各个专业施工进度的合理性以及配合的协调性，以便于对施工计划进行及时调整。

2.3 基于BIM技术设计高速公路隧道施工流程

在高速公路工程建设中，应用BIM技术，在设计隧道施工方案过程中，应能够综合考虑工程周边隧道围岩的地质条件，并根据施工现场断面的形状，优化设计支护结构与施工条件。用时，在具体的公路工程建设施工过程中，还可以充分利用施工现场围岩自承能力，提升衬砌施工的强度与稳定性，能保证高速公路隧道可以在建成后长期使用。根据隧道的使用要求和相关资料，衬砌的断面普遍采用两种断面形式，直墙式衬砌断面和曲墙式衬砌断面。基于BIM技术，仿真设计施工流程，见图1。

图1 应用BIM技术设计施工流程

2.4 优选隧道施工衬砌结构

在隧道衬砌断面设计界面，用户只需将得到的设计参数输入到相应的文本框，然后就可开始创建衬砌。在实际工程中隧道所处的地质条件十分复杂，常常采用复合式衬砌，基于直墙式衬砌、曲面衬砌建立复合式衬砌，才可以提升隧道施工质量。因此在实际应用过程中，只需通过调用模型库大量的数据资料，便可完成优化设计的复合式衬砌结构，提升高速公路隧道衬砌施工质量，发挥重要应用作用。

结束语

高速公路工程是我国交通枢纽中的重要组成部分，随着我国高速公路建设速度的不断改进加快，人们越来越重视公路工程质量问题，加强公路工程质量的管理力度，不仅可以保证公路工程的安全性能，同时也能延长公路的使用年限。目前社会已经进入大数据时代，公路工程具有工程规模大、建设周期长等特点，BIM技术作为数字化发展的新技术用于公路工程是一个发展趋势。目前，现有的BIM软件在道路剖面展示、造价自动计算等方面还存在一些不足，这些空白仍亟待相关软件行业去开发和弥补。

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