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BIM技术于市政立交工程方案设计中的应用

2019-08-29罗超曾娟南宁市城乡规划设计研究院广西南宁530002

建材发展导向 2019年16期
关键词:方案设计选型市政

罗超,曾娟(南宁市城乡规划设计研究院 广西 南宁 530002)

0 引言

BIM即为建筑信息模型,简单可理解为带有全部信息的数字化模型。现阶段国家大力推广BIM技术普及,2016年住房和城乡建设部发布《住房城乡建设部关于印发2016~2020年建筑业信息化发展纲要的通知》预示着BIM将成为行业的发展方向。相比于建筑及机械等行业,市政工程BIM起步较晚,但其发展迅速已成燎原之势。对于市政立交工程而言,由于其复杂的空间关系,BIM技术的应用对其具有革命性意义。

1 市政立交工程特点

市政立交主要有分离式立交和互通式立交之分。分离式立交多用于高等级道路与低等级道路相交的立交形式,不需实现转向需求,其技术及条件较为简单;互通式立交为相近或相同高等级道路相交,需要实现其相互之间交通转换的立交形式。

市政立交主要有以下两个方面特点:立交形式多样,选型难:市政常用互通式立交主要包括菱形立交、苜蓿叶式立交、蝶形立交、半定向立交等一种或多种组合形式,设计首先需要在众多类型中确定立交选型;市政立交工程空间关系复杂、制约因素多:包括立交自身空间交叉关系,立交与地下管线、管廊、隧道、轨道交通的衔接与交叉等诸多方面,立交设计需梳理各方面之间的衔接及相互影响关系。

市政立交方案设计需要解决的核心问题是立交选型决策、立交空间及技术问题,其中立交选型为其重中之重,其主要受交通需求、用地需求及经济、社会等多方面影响;立交空间问题需要各专业相互之间协调、配合解决;立交技术问题解决需要结合技术、知识、经验等诸多条件实现。

2 传统设计于市政立交方案设计上的局限性

传统CAD二维设计经过几十年的发展,如今已成熟且应用广泛,相对于画板时代其计算机绘图技术具有划时代的意义,具有高效、快捷、精确等诸多明显优势。于普通市政道路工程方案设计中,影响因素较少、空间关系简单、各专业分界明显,传统CAD二维设计可完全胜任。

相对普通市政道路工程,市政立交工程更加复杂,主要体现在立交形式多样、空间关系复杂、成果难以完整展示等。传统二维平面设计在立交方案设计中存在着设计难度大、设计精度及效率难以保证、空间分析能力弱、效果难以表现、验证困难且难于决策判断等诸多问题。故市政立交工程的方案设计过程往往是一个复杂的系统工程,其设计及决策过程需要大量的工作以及时间,而BIM技术作为开创性设计手段为解决此类问题创造了条件。

3 BIM技术于市政立交方案设计上的优势

BIM技术作为新兴技术,相对于传统二维设计,其设计理念发生了实质性的变化。首先,BIM技术实现从二维到三维质的改变,BIM技术通过建立三维建模实现数字化、信息化设计,与普通的3D模型不同的是,BIM模型含有工程设计全部信息,如材料组成、尺寸、建设条件等,使设计集成简化,并保证设计精度;其次,BIM技术模型可实现各专业协同设计,即基于同一模型条件下集成工程范围内所有建设条件,包括道路、桥梁、排水、交通、景观、照明等各个专业,使专业之间衔接更高效、准确;再次,BIM技术可进行成果验证,由于数字化模型及协同设计,可实现专业自身及专业之间的核查,如材料核查、尺寸核查、坡度核查、视线核查、空间关系核查等,保证设计准确性及精度;最后,BIM技术成果展示效果显著,由于其采用三维真实化建模,BIM成果可实现全方位、全立体的建成效果展示,对多方案比选及决策判断具有极大的促进作用。

4 BIM技术于市政立交工程方案设计中的应用

市政立交工程复杂,BIM技术的应用对其方案设计起到极大的促进作用。首先,对现有资料进行建模,包括地形地貌、物探资料等,分析基础条件对立交的影响,为立交设计提供依据;其次,市政立交工程环境复杂、形式多样、决策困难,BIM技术通过立交三维化建模,实现立交选型方案落地比选,直观判断其与周边的环境互适性、用地适应性、场地衔接性等关系,有利于立交选型决策;第三,市政立交工程空间关系复杂,通过BIM技术建立总体场景,将所有专业集成,可直观判断立交整体协调性、立交净空是否满足要求、立交桥梁桩基与各类管线净距是否满足要求、立交各类构筑物之间是否存在碰撞、立交三角视距是否受到结构物、树、灯影响等等,为立交技术可行性提供保障;第四,立交建设的根本目的是为交通服务,利用BIM技术对立交交通运行进行真实化模拟演示,将预测交通量数据导入BIM模型,于立交模型中模拟交通运行,可直观判断立交交通运行状态,为立交决策判断提供有力依据;第五,BIM技术立交成果展示效果突出,三维模型可实现立交全方位、全立体的动态展示效果,并可进行后期渲染,对立交于不同的季节、气候、天气等状态下进行模拟分析,可实现立交最真实的效果展示;第六,立交结构复杂,BIM技术将所有信息输入立交模型之中,立交模型结构分块与真实的施工情况一致,结构分块包含施工所需的所有信息,可直接指导立交施工,提高效率;最后,BIM技术可实现立交施工模拟,通过施工模拟演示,保证立交的实施可行性,为立交实施方案决策提供判断依据。

5 BIM技术市政立交工程案例

南宁市某立交工程方案设计复杂,利用BIM技术进行分析,从立交选型建模到立交空间分析,再从立交静态效果渲染到动态交通演示等方面,实现立交高效、准确、合理的决策判断。

图3 立交景观效果

立交从多角度提出方案构思,并分别进行BIM建模比选,并确定以方案一作为推荐方案:

立交协同设计,集成道路、桥梁、排水、交通、景观、电气等工程于同一场景,实现整体协同并进行相关分析:

立交景观效果渲染,并进行季相、气候、天气状态分析演示:

立交交通模拟演示分析,进行最真实的交通模拟分析,判断立交运行状态:

6 结语

图4 立交交通运行模拟分析

随着时代进步及行业发展,BIM设计技术普及以及未来取代二维CAD设计已成为必然趋势。针对传统设计于市政立交设计中存在设计难度大、设计精度及效率难以保证、效果难以表现、验证困难等局限性,BIM技术在参数化建模、专业协同设计、空间关系组织、交通仿真、碰撞核查及效果展现等方面具有显著优势,对复杂的市政立交工程具有重大的促进作用。虽然目前BIM技术尚存在或多或少的问题,但是其解决亦只是时间问题,对此,我们可以展望未来数字模型将会取代图纸出图,实现设计的革命转变。

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