公路工程标准化构件BIM 模型库的建立

何 飞，戴 玮

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

引言

现阶段BIM 在建筑行业发展迅速，其标准化工作的建立与推进是完成信息交换、BIM 交付以及全生命周期运营的重要基础［1］。公路工程同样需要面对BIM 建模标准化问题，由于公路工程大多为线性工程，标准化设置主要围绕线形结构展开［2］。在实际工程设计过程中，可以通过规范模型建模流程，建立企业级的标准模型库，利用满足规范的模块式工作方式，避免重复工作，提高设计质量。

以Bentley 平台为基础，针对公路工程构件的标准化工作需求，从构件的几何模型和工程信息出发，探讨一种基于公路工程构件的BIM 模型库的建立与应用，对模型库包含内容要素进行剖析说明。

1 模型库分类与建立原则

1.1 模型库的分类

公路工程标准化构件BIM 模型库（简称模型库）在内容上应分为两个部分，一类为包含几何信息的构件单元库，即部分工程构件的三维模型库，主要涉及的专业为道路、桥梁、涵洞、交安。一类为工程信息属性库，即公路工程各构件应包含的工程信息属性集，信息属性在广度上应考虑项目的全生命周期所需的工程信息，确保项目各阶段信息的适用性［3］。

通过对公路工程构件三维模型挂接相关信息属性，最终完成工程三维BIM 信息模型的建立。在工程信息模型中，各个工程构件包含其工程信息属性集，在此基础上，进行工程信息分类与查询、工程量统计等工作。

1.2 模型库建立原则

在建立标准模型库时应遵循易操作、能共享、促交互、可扩展的原则。

1.2.1 易操作

为了便于模型库服务于公路工程的BIM 技术应用，模型库采用模块式的设计原则，以标准模块为基础，从而提高公路工程BIM 模型的创建效率。

1.2.2 能共享

标准模型库应根据相关设计规范、国家标准、图集等制作，确保构件单元尺寸满足结构构造要求。基于设计规范创建的模型单元适用性强，符合共享原则。

1.2.3 促交互

构件单元库主要包含构件的几何信息，构件模型创建精度应满足G2 标准［4］。信息属性库主要包含构件的工程信息，为了便于模型库的使用和推广，工程信息粒度应满足N4 标准［4］。

2.1.3 UDPGA辅酶溶液 精密称取UDPGA适量，临用前用水溶解并定容，配制成浓度为5 mmol/L的UDPGA辅酶溶液。

1.2.4 可扩展

模型库命名、分类方式等满足可扩展需求。

2 模型库建立

2.1 构件单元库

从单元库的适用性出发，将构件单元库分为通用构件库和项目级构件单元库。

2.1.1 通用构件库

通用构件库主要包含设计通用构件单元，如路灯、护栏标准段、涵洞标准段、标志标牌、检修平台标准构件等。此类单元有一定的标准样式，在各个项目中重复使用，归纳入通用构件库后，便于检索、查阅与使用。

2.1.2 项目级构件单元库

项目级单元库服务于各项目，主要包含单个项目中需重复创建、复制率高的构件单元。通过建立项目的单元库，在创建项目的三维模型时，在路线对应的位置点直接放置构件单元，减少重复模型构件的创建工作。

2.2 信息属性库

信息属性库主要分成3 个属性模块：基础属性、构件属性和材料属性。其中基础属性包含工程属性及通用属性；构件属性为构件特有属性，包含构件的空间属性、尺寸信息等；材料属性包含构件的组成材料及用量。

2.2.1 基础属性

表1 桥梁工程基础属性

2.2.2 构件属性

工程构件的构件属性为构件的独立属性，如主梁应包含梁长、梁高、结构形式等属性，桥墩应包含墩高、桥墩形式等属性。构件属性模块所包含的属性内容及格式（单位）见表2、表3。

表2 桥梁工程构件属性（示例：主梁）

表3 道路工程构件属性（示例：底基层）

2.2.3 材料属性

工程构件的材料属性包含该构件所使用的工程材料。在工作中可创建设计用材料属性库，根据工程构件实际应用材料见表4，从设计用材料属性库中调取该材料的型号、使用单位等信息内容见表5。

表4 桥梁工程材料属性（示例：主梁）

表5 主梁待调用的材料属性

通过3 个属性模块的任意组合，组成构件所携带的所有工程信息，并与构件的三维模型相互映射，实现构件化公路工程信息模型的创建。

3 模型库应用

以兰州新区经三十三路与G341 线立交工程为例，依据公路工程标准化构件BIM 模型库，创建全项目的工程BIM 信息模型，最终形成基于BIM 技术的工程建设管理平台。设计方创建的全项目工程BIM 信息模型，包含设计数据及变更信息等基础工程数据；施工单位和监理方依据此模型，完成业务数据上传、检查和审批；业主方基于此平台，进行工程实施监测。最终实现三方基于模型数据和工程信息的交流与共享。

在项目中，创建项目级工程构件BIM 单元，并根据工程属性，对应添加各构件的基础属性、构件属性和材料属性。例如图1 的工程A 匝道桥中3 号墩墩身构件，所包含工程属性内容：矩形墩高5 m、里程桩号为K0+379 等。

图1 墩身单元构件信息属性

根据项目的实际设计信息，在三维模型上挂接各构件的工程材料数据，直接导出交付用的各构件属性表格以及生成自动化工程数量表，降低工程数量的计算误差，可用于工程量自动统计以及计量管理等。

4 结语

应用BIM 技术，针对工程标准化构件信息属性关键技术展开研究，主要从标准化构件库的创建以及构件的信息属性库创建的角度展开，使BIM 构件具备标准化的工程信息属性。以此为基础，完成项目构件工程量自动统计、计量管理等需求，为实现基于BIM技术的工程建设管理平台的开发奠定基础，具有实际应用价值。