BIM技术在市政道路设计中的应用浅述

文/罗驰 中国建筑东北设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110003

1、BIM技术的论述

BIM技术也就是建筑信息模型，归属于数字化信息技术，其可以通过各种相关数据信息的集成来制定数据信息模型。把BIM技术应用到市政道路设计之中，可以使设计效率大大提升。在市政道路设计过程中，通过BIM技术的应用可以利用数字化方式真实的绘制出项目实物或者是其功能特性，从而打造虚拟的数字化模型。同时BIM技术还可以在载体上储存项目的各个数据信息，以使项目物理属性以及非物理属性获得明确地描述，从而打造出一个充满智能化技术并且数据内容也非常丰富的数据信息模型。BIM技术也能够用于建立有效的数据信息模型，从而使数据信息得到更好的传递以及共享。BIM技术具有众多优势，比如说开放交互性、3D参数化以及信息化等，其中利用3D参数化这一特征可以根据项目的各个参数来快速地建立并制作数字3D模型，同时对其展开有效分析并进行模拟，使市政道路成果真实地反映到人们的眼前。

2、市政道路设计中应用BIM技术的优势

2.1 工程量的精准计算

受传统设计模式的影响, 市政道路工程量相对较多, 如路面和土石方等工程计算, 若是地形呈现起伏较大现状, 则会造成设计误差的出现。而对于BIM的运用, 能够对各模块几何数据进行精准计算, 以此获取面积和体积等数据。然后按照路基设计曲线与地形曲线进行工程量的明确,通过专业计算工具等精准计算工程量, 以此自动获取数据信息。

2.2 信息化功能

BIM信息技术最为重要的就是信息，与传统的软件模型进行比较来说，BIM建筑模型最大的特点就是能够把信息当中具备的功能全面的进行展现，此外，还能够把BIM建筑的模型当作信息库，可以对相关的用户提供详细的报表清单信息，而且可以有效的确保及时性以及可靠性。如果在进行设计的过程当中，要对报表进行修改的情况，那么相应的信息就会自动的发生改变，不但大大的节省了设计人员的时间以及精力，还更好的保障了设计的准确性。

2.3 强大的分析和模拟能力

市政道路设计过程, BIM技术能够对工程成果进行直观了解, 以便于进行前期论证与方案优化。对于设计人员, 需要通过BIM技术进行问题的判断, 业主还可以提前掌握工程与心理预期差异, 确保初期问题得到及时处理。对于部分复杂工程, 若是选择二维设计方式进行, 很难对设计意图进行呈现, 需要通过三维建模的运用, 及时解决手工劳动等问题, 以此提升整体效率。

3、BIM技术在市政道路设计中的应用

3.1 道路纵断面设计

目前国内常用的道路设计软件的纵断面设计功能，基本流程为先编制原地面线文件，然后生成原地面线，再在生成的原地面线上绘制拉坡线，并调整拉坡线直至满足设计要求为止。然后将拉坡线储存为竖曲线设计文件，再调用原地面线文件、竖曲线文件生成最终的道路纵断面设计图。Civil 3D采用三维地形为设计的基本资料，地面线可以直接通过“从曲面创建纵断面”命令生成。且道路中心线修改之后，地面线会自动更新，节省了设计时间和精力。使用“按布局创建纵断面”可进行拉坡线设计。设计纵断面绘制完成后，查看自动生成的竖曲线要素和坡度、坡长等指标，如发现不满足规范，则点击编辑纵断面形状命令，在弹出的子工具条中，点击纵断面布局参数命令，打开布局对话框。然后点取边坡点，在布局对话框中修改边坡点里程桩号、边坡点标高、竖曲线半径、坡度、坡长等参数。

3.2 数字地面模型

数字地面模型是通过数字将区域地形用一系列表示地面点的X、Y以及表示高度的Z数据来表示。在大多数情况下，设计院得到的是二维地形图，即高程点和等高线在CAD中的实际高度为0，实际高度为标注在旁边的数字。利用高程点和等高线以生成不规则三角网格模型。不规则三角网根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。不规则三角网不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑结构、三角形及邻接三角形等关系，这大大提高了数字地面模型的精度。

在生成数字地面模型后，可以即时查看三维地形，从而对设计区域的地貌有一个直观的感受。此外，通过三维模型，可以找到高程异常点，以此判定数据的准确性，删除不良数据。

3.3 三维建模设计

随着我国社会经济的快速发展，城市道路的规模也在不断扩大，这对于城市道路设计的要求也越来越高，在运用BIM技术进行城市道路设计时不仅仅提高了城市道路设计者的效率，而且在很大程度上提高了设计的准确性，避免了在设计过程中没有必要出现的错误。通过BIM技术构建三维模型，通过BIM建立控制参数及草图的设计，在城市道路结构的基本属性之上进行参数的控制设计，然后进行草图设计，BIM三维模型在线路和地质等相关信息输入之后，运用一系列命令建立相关模型，设计出来的三维模型更加地立体和直观，充分地展现出了设计者的意图。

结语：

我国城市建设仍处于飞速发展期，并依然在走短平快的路，所以注重精工慢活同时具有创造性的工程数量仍旧较少。因此从表面上来看，我国市政道路项目对BIM技术的需求是较少的，但是随着城市的不断发展前进，市政道路建设会越来越注重质量，再加上市政道路项目的基数大，对精品工程的需求越来越高，由此BIM技术的应用力度也在不断升高。BIM技术的出现会使市政道路的设计理念受到很大的冲击，并使工程设计领域出现又一次革命，尽管BIM技术的推广会受到重重阻碍，但是其发展前景仍旧非常广阔。