BIM技术在道路设计中的应用及难点分析

许永强

摘 要 在设计过程中，采用BIM的专业软件及BIM共享平台，将规划阶段建立的公路路基、桥梁、隧道等构造物的三维模型进行细化，各专业组利用各自的专业绘图软件，在共享平台上做进一步的深化设计。此时共享平台的三维模型信息不再是简单的宏观展示，而是包含了结构属性，结构空间布置，生成方法以及与其他构件之间的逻辑关系等信息，同时这些信息之间是动态关联的。

关键词 BIM技术;道路设计;应用

引言

BIM（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它是以三维数字技术为基础，集成各项目建设的各方面信息，贯穿于整个工程项目全生命周期的规划设计、施工修建和运营管理等各个阶段，具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。BIM技术是未来工程建设领域的发展方向，是继CAD二维设计向三维协同设计发展的又一重要计算机应用技术。

1BIM技术在道路設计中应用的必要性

1.1 是提升道路设计质量的需要

道路项目涉及的专业众多，通常有路线、路基路面、地质、桥涵、隧道及交通工程等附属专业，且分工细致，各专业之间的协同作业对整个工程的质量起决定性作用。BIM技术在道路设计中的应用和推广，可以使原来二维设计中烦琐的循环重复设计，变成三维设计直观关联互动化的设计，实时观察模型的变化情况，对道路的优化工作可以起到事半功倍的效果，极大提高了设计的合理性与准确率。

1.2 是提高道路建设管理效率的需要

在道路建设过程中，道路设计阶段是一个既要反映建设方意图，同时也要给施工单位提交设计方案进行建设的承上启下的关键阶段。设计的科学性、合理性决定着整个工程的优劣。通过计算机技术对三维模型的分析可以快速准确的得到相关结构的工程信息，实时监控工程进度以及预见工程未来实施过程的潜在风险，从而达到对工程质量的有效控制。

1.3 是推进道路养护管理信息化的需要

依据工程项目全生命周期模型，每一种类型的工程项目均存在从规划、设计、施工、运行、维修、拆除、重建这样的生命周期，道路工程也不例外。相对于单体建筑的运维管理，道路养护具有时效性、经常性和周期性、危险性、广泛性、预防性等特点。在养护阶段实现重要结构物的质量动态监测显得尤为重要。BIM技术的应用可以实现设计模型、分析模型、计算模型和监测点的整合;主桥结构、临设结构等监测数据的集成;沉降数据、形变数据、挠度数据、支反力等量测数据的集成;最终实现对重要结构物的综合分析和安全预警，达到养护管理信息化安全监测和风险预测的目的[1]。

2BIM技术在道路设计中的应用

2.1 地形图处理

勘测单位提供的地形图通常有两种，一种为三维地形，即地形图中的高程点的标高即为实际高程;另外一种是二维地形，即地形图中的高程点的实际高程均为0，具体高程由数字在高程点旁标注。①打开图层管理器，将高程点以外的图层反向选择，然后冻结;②点击曲面菜单下的创建曲面命令，打开创建曲面对话框，选择相应的图层、名称和曲面类型。然后点击确定。③点击工具空间的曲面树形菜单，打开定义工具栏，在图形对象上点击右键，选择添加，在弹出的对话框中选择块。点击确定。④框选所有高程点，按回车键。⑤曲面创建完成，可用对象查看器查看所创建的曲面。

2.2 道路中心线设计

道路设计首先要确定道路中心线线位，设计人需考虑各控制因素，按照规划确定的线位进行拟合，并按照规范要求适当调整圆曲线半径、长度、缓和曲线长等曲线要素。①将初步确定好的道路中心线插入地形图中。②将道路中心线转换为多段线。③单击路线菜单下的从多段线创建路线，选中道路中心线。在弹出对话框中输入路线名称，选择路线样式和路线标签集，然后单击确定。

2.3 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。Civil3D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。

2.4 道路横断面设计

在Civil3D即为创建道路装配的过程，为了能够精确反应道路模型，需综合考虑，选用合适的部件来组合装配。①点击道路下拉菜单，单击创建装配命令，在弹出对话框中输入装配名称，然后单击确定。②在屏幕任意位置单击鼠标，将插入一个中部带有圆形标记的竖线，这条竖线即是装配的基准线，也即道路中心线。③调出道路菜单下的“部件工具板选项板”，利用程序自带的部件完成装配。④先装配出标准横断面，再根据以后的设计需要添加其余装配，由于Civil3D具有动态关联特性，对道路制定了不同的装配或者修改了装配部件的参数后，道路模型可以快速、即时更新。

2.5 道路建模

点击道路下拉菜单，单击创建道路命令，按照提示选择路线、纵断面和标准横断面装配。在弹出对话框中，根据道路宽度的变化创建相应的区域，并为道路组件指定相应的逻辑目标。

3结束语

綜上所述，BIM技术在道路设计中发挥着重要的作用，不但可以直观、准确、快捷、高效的设计出道路初稿方案，还可以呈现三维立体成像，从而对设计方案不足之处进行及时调整及整改。虽然道路设计过程中应用BIM技术还存在一些问题，但是只要及时转变观念、统一BIM技术的使用标准并合理宣传BIM技术，从而使得BIM技术在道路设计中发挥更大的作用。

参考文献

[1] 鲁洋.BIM技术在公路设计中的应用展望[J].山东交通科技，2015，（05）：122.