BI M技术在公路地下管线探测中的应用研究

2021-05-14张牧

工程建设与设计 2021年7期

张牧

（浙江杭绍甬高速公路有限公司，浙江宁波315024）

1 引言

近年来，BIM 技术应用的优势越来越明显，尤其在解决不同专业间的碰撞问题上，大大提高了设计效率，加快了工程施工进度。目前，城市建设中地下管线与公路的碰撞问题主要还是通过二维图纸进行分析，在地下管线类型单一、管线分布情况简单的情况下，问题是可以得到解决的，但是面对地下管线类型繁多、管线分布复杂的情况时，利用二维图纸处理地下管线问题，往往耗费大量时间，且不能保证所有的碰撞都被发现，遗漏和记录错误的情况时有出现。将BIM 技术用于处理公路建设中的地下管线问题，可快速构建地下管线与公路的三维模型，在集成环境下查找模型之间的冲突，发现模型间的碰撞问题，并以报表的形式导出碰撞信息，达到提高设计效率，节省设计时间，优化设计方案的目的，为工程建设提供技术支持[1，2]。

2 BI M模型建立

2.1 地下管线模

地下管线模型的建立可采用Microstation 平台，以地下管线成果表为数据源，通过二次开发实现地下管线模型的自动化创建。地下管线成果表的关键字段信息可以总结为2 类：一类为描述管点本身的点状信息；另一类为描述管点与管线连接关系的线状信息。地下管线成果表中的管点编号、管线点类别、平面坐标、高程和埋深用来确定空间上的点位和点形态，连接点号、管径或断面尺寸、管线点类别用来确定管点与管点的连接形态。各类管线模型的颜色按相应规范分别赋予，各类管线模型如图1 所示。

图1 管线三维模型

2.2 公路模型

2.2.1 路基模型

路基模型的建立可采用Open Roads Designer（ORD），实现对路面和路基边坡的快速创建。首先将含有路线数据的文件导入平台中生成路线模型，并以路线为参考，在创建横断面模板时进行参数约束和规则设置，然后根据横断面模板构建时设定的规则选择性放坡，最后对规则设置中的参数调整和约束，控制路面加宽及超高，实现整条路段的路基模型构建，路基模型如图2 所示。

图2 路基模型

2.2.2 桥梁模型

桥梁建模软件可采用Open Bridge Modeler(OBM)，模型建立流程可归纳为：（1）在OBM 中新建模型，参考包含横断面和纵断面信息的路线模型；（2）进行上部结构（桥面板、箱梁、小箱梁、空心板、钢梁、横撑架等）横截面设计和下部结构（桥墩、桥台等）模型的构建，设定模板参数，调整OBM 中已有下部结构的参数，快速构建全线下部结构模型，并储入模板库中；（3）根据实际情况选择桥梁类型，确定布跨线位置；（4）选择相应的上部结构组件模板布置桥梁上部模型；（5）放置桥梁下部结构组件模型；（6）设置上部结构模板中的参数，控制桥梁的超高，完成OBM 中桥梁模型的创建，桥梁模型如图3 所示。

图3 桥梁模型

3 模型应用

3.1 模型集成

因地下管线模型的建模环境与公路模型的建模环境都是基于Bentley 公司的建模平台实现，数据都以DGN 格式存储，所以可以很方便地将管线模型与公路模型集成。只需以其中一个建模平台作为集成平台，将另一个平台的模型以参照的方式加载即可。如以Microstation 平台为集成平台，公路模型以参照的形式加载，如图4 所示。

图4 管线模型与公路模型集成

3.2 碰撞检查

模型集成后，可通过BIM 平台的碰撞检查功能实现模型要素之间的碰撞，解决公路设计过程中的地下管线问题。根据管线类型的重要性，可设置不同的碰撞距离和碰撞对象。当碰撞距离为0 m 时，为直接碰撞；当碰撞距离大于0 m 时，为间接碰撞。碰撞检查除可实现各类地下管线模型之间的碰撞，还可以实现地下管线模型与公路工程模型之间的碰撞，满足不同的碰撞需求，并将碰撞结果以碰撞报告的形式输出，如图5所示。