BIM技术在公路设计中的实践

金柏祥

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2109-5042-3029

摘  要：现阶段，我国社会经济水平持续发展，为我国公路工程设计领域发展带来了较大机遇，相应的行业间的竞争也逐渐激烈。在这一环境下，公路工程设计领域更应将重点放在创新与提升上。公路设计中BIM技术应用逐渐广泛，并且在其不断的实践应用研究下，相应的配套技术也逐渐成熟，在公路设计建设中发挥了较大作用。该文重点对BIM技术在公路设计中的实践进行探讨，从BIM技术的特点入手，重点分析公路设计中BIM技术的具体应用，以供参考。

关键词：BIM技术  公路  设计  实践

中图分类号：U412                           文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）09（a）-0049-03

Practice of BIM Technology in Highway Design

JIN  Baixiang

（Lanzhou Bowen College of Science and Technology， Lanzhou， Gansu Province， 730000 China）

Abstract： At this stage， the sustainable development of China's social and economic level has brought great opportunities for the development of China's highway engineering design field， and the corresponding competition among industries is becoming increasingly fierce. In this environment， the field of highway engineering design should focus on innovation and improvement. BIM technology application in highway design is gradually widespread， and under its continuous practice application research， the corresponding supporting technology is also gradually mature， it has played an important role in highway design and construction. This paper focuses on the practice of BIM technology in highway design， starting from the characteristics of BIM technology， focusing on the specific application of BIM technology in highway design for reference.

Key Words： BIM technology; Highway; Design; Practice

公路工程施工环节，对设计以及技术方面的要求较高，公路标准也在逐渐提升，更需要先进的科学技术支持，在公路设计中引入BIM技术，能够进一步优化公路设计工作，使得实际方案更为合理。公路设计领域也逐渐发現该技术的应用优势，逐渐加大此项技术的应用，已取得较好的应用成效。该文就此技术应用进行分析，具体如下。

1  BIM技术的特点

BIM技术的全称为建筑信息模型，技术原理为：以建筑工程的信息数据为主要依据，构建数字模型，构建出的模型属于一级仿真模型，能够客观地、真实地反映出建筑工程的实际状态。当前，此项技术已经在较多领域应用，因为其中包含较多方面的技术，也被广泛应用于公路工程中[1]。

BIM技术主要具备以下特点：第一，可视化。这一特点会在公路工程设计与施工环节发挥出较大的作用，在开展公路工程设计与施工相关工作时，会涉及较多方面的内容，此项技术的可视化特点，会全方位地展现出公路设计情况，对于公路设计整体质量及性能提升意义重大。第二，模拟性。这属于BIM技术的一个特殊性质，进行公路设计时，可以模拟出具体模型，并且还可以进行模拟操作。第三，协调性。这一特点主要指的是，进行公路设计时此项工作能够促进各项工作的良好配合，可以有效地提升设计效果。第四，优化性。公路设计环节，此项技术的应用能够帮助设计人员对设计方案进一步优化，在对设计方案的不断改进下，获得最优设计方案。第五，可出图性。BIM技术能够按照不同的设计需求加工图纸，例如设计方案图纸或者工程构配件图纸等，进而更好地满足工程建设需求。

2  BIM技术在公路设计中的实践

2.1 项目立项阶段BIM技术的应用

对于公路工程而言，在其立项准备阶段，需要进行项目工程的可行性分析，相关工作人员应开展项目可行性论证，同时明确工程线路的走向、各项技术标准以及具体的施工方案等，并做好前期准备工作[2]。所以在立项阶段，可以通过BIM技术集成地理信息系统中存在的三维可视化模式，更为直观、立体地对公路工程设计加以反映。在BIM技术的良好应用下，建立相关模型前，需要收集并整理一些较为基础的数据信息，包括公路所在区域的路网信息、地理环境信息、社会经济情况等，这些数据整理完毕后，以此为主要的依据，建立路网三维模型。这一过程中，还应模拟并预测公路工程的交通量，确定公路建设标准及价值，确定出初期的公路设计线路，基于GIS下进行空间分析，最终决定出公路线路走向。

2.2 公路设计阶段BIM技术的应用

在公路设计阶段，利用BIM技术进行建模处理具体包括以下环节。

2.2.1 地形图处理

一般而言，公路工程施工道路会有两种形式的地形图，分别是三维地形与二维地形。其中，三维地形的主要特点是：实际高程由图形中标注的高程点标高表示;而二维地形主要的特点为：图形中高程点实际高程为零，实际高程需要在高程点旁边标注。工作开展过程中，工作人员要将图层管理器打开，除去高程点，反向选取其余全部图层，并进行冻结处理，随后通过“创建曲面命令”，对操作对象进行选取，并点击确定按钮，在软件中找到“曲面图形菜单”这一选项，点击工具栏，基于图形对象上，单击右键选择“添加”选项，随后会有对话框弹出，选择“块”，确定即可，最后选取所有高程点后，回车，完成曲面创建，相关管理人员可以通过查看器，对创建图像进行查看。

2.2.2 道路中心线设计

公路设计过程中，中心线是一个较为基本的要素。基于建设要求下进行公路设计时，应合理设计中心线，设计人员可以通过BIM技术，拟合规划中确定的线位，同时根据工程设计规范，对公路设计中的基本要素进行调整，包括中心线长度以及曲线半徑等[3]。工作开展环节，相关工作人员在地形图中插入确定好的中心线，随后将其向多段线进行转换，查找线路菜单下相应选项，进行目标中心线选取，同时在软件锁弹出的对话框中，将路线标签、样式以及名称输入其中，点击确定按钮，最终完成中心线设计工作。

2.2.3 公路横纵断面设计

首先，在Civil3D程序下设计公路横断面，需要体现出动态关联这一特性，公路横断面会随着其他设计要素的变化而变化，确保公路模型实时更新，主要的操作流程如图1所示。

其次，公路纵断面设计，进行此项内容设计时，一般会利用BIM技术中的纵断面设计功能，主要会经过以下步骤：步骤一，编制;步骤二，生成原地面线;步骤三，绘制;步骤四，拉坡线。进行拉坡线绘制时，应与具体要求相结合，对曲线参数进行合理调整，确保所有设计要求均得以满足，将其存储为竖曲线文件。相关设计及人员，需要对竖曲线文件以及原地面线文件进行调用，从而生成最终的公路纵断面设计图。现阶段，进行公路设计过程中，通过Civil3D程序能够有效将设计步骤简化，通过点击“从曲面创建纵断图”，能够直接生成地面线，同时当中心线发生改动后，地面线相关参数会随之自动更新，有效降低设计成本。

2.3 工程量统计中的应用

利用BIM技术建模完成后，可以根据桩号自动生产相应的统计报表，其格式输出可以有不同的文件类型，例如XLS、DOC以及DNF等，能够保证设计质量与效率得以进一步提升。某公路工程中，进行填挖方工程量计算时，分别用传统的计算方式与BIM软件进行计算，得出结果见表1，可以看出，两种计算方式所获得的结果具备较大差异，BIM软件计算更为精准。

2.4 公路设计安全优化中BIM的应用

传统设计工作中，需要详细计算出各项指标，还要通过量化分析的方式，判断运行速度计算与确定的协调性。在BIM技术的应用下，会在三维空间中，动态模拟出车辆运行状态，从而更为直观地观察运行速度变化下会造成的影响[4]，找出设计以及运行速度存在较大差异的路段，从而在此依据下更好地开展公路线形设计，确保线形的均衡性以及连续性。以往分析评价公路安全情况时，通常会按照运行速度获得的计算结果，对设计参数进行分析，忽略了沿线环境可能导致的不良影响，而在BIM技术的应用下，会构建与沿线情况相同的环境，实现动态化模拟，找出其中可能存在的安全隐患，更好地开展安全评价工作，降低风险[5-7]。

3  结语

综上所述，BIM技术作为三维建模技术，其存在较大的优势，现今在各个行业中得以广泛应用，特别是在公路设计中，已经获得较好的应用成效，在项目立项阶段、公路设计阶段、工程量统计、公路设计安全优化等方面进行应用，具备明显优势。因此，需要加大对于公路设计中BIM技术应用实践的研究力度，确保此项技术在公路设计中作用的真正发挥。

参考文献

[1] 王斌，杨鸿.BIM技术在公路设计中的应用现状与展望[J].公路，2019，64（10）：234-237.

[2] 王璐玮.倾斜摄影和BIM技术在公路设计中的应用研究[J].山西交通科技，2019（2）：34-37.

[3] 黄忠财，许泽琪，王磊，等.BIM技术在公路岩溶隧道勘察设计中的应用[J].公路，2020，65（11）：385-389.

[4] 丁瑞锋，王绥庆.BIM技术在公路设计中的应用与展望[J].城市建设理论研究：电子版，2019（7）：83.

[5] 曹珊.谈BIM技术在公路工程中的应用[J].砖瓦，2021（3）：71-72.

[6] 嵇冬冰.高速公路枢纽式互通匝道桥梁的设计关键点[J].砖瓦，2021（3）：78-79.

[7] 李秋斌.BIM技术在公路隧道工程中的应用[J].砖瓦，2021（4）：77-78.