研究BIM技术在市政道路设计中的运用

2022-10-19山东道域交通科技有限公司程希才山东交发工程设计咨询有限公司王立龙

人民交通 2022年18期

文 / 山东道域交通科技有限公司程希才山东交发工程设计咨询有限公司王立龙

现如今，基建项目中积极推广使用BIM技术，助力工程高质量建设。从BIM技术的应用分析，通过构建模型的方式，发挥软件可视化和碰撞检测等优势，支持多专业协同设计，进而发挥技术的应用价值。采用BIM技术，避免了设计领域之间的冲突，提高了设计的准确性，减少了后期变更工作，保障了道路施工的安全，并节约了资源和时间，增加了工程效益。现结合BIM技术的具体应用，进行如下的分析。

BIM技术的应用价值

BIM的关键是信息，不同于二维设计，通过发挥信息模型的价值，利用建筑模型辅助设计和施工。现阶段，市政工程的复杂度不断提高，影响到道路设计与施工的因素很多。基于BIM技术的设计工作，采用可视化手段，能够在项目全生命周期开展设计和施工的优化，并且参与道路运行维护，通过量化手段和仿真模拟，促使道路施工效率得到提高，节约更多的成本。市政项目每个阶段都有着不同的需求，勘察设计阶段利用无人机倾斜摄影技术或者激光雷达技术，采集数据信息，能够为设计工作的开展提供支持，并且提高勘察工作效率。

基于勘察成果，道路工程设计环节利用BIM+实景的方式，分析道路选线是否合理，分析填挖方与自然景观存在的关系。利用构建的各类模型，并且进行总装，开展管线碰撞分析，妥善解决错漏碰缺问题。道路的给排水管网建设，采用BIM技术手段，可高效评估管道

承载能力。基于BIM模型，可提供精准的工程量。图纸阶段的切剖与轴测图可增强图纸的可读性，助力市政道路工程的建设。基于搭建的模型，进行可视化展示和项目漫游分析，清晰地展示设计方案，支持多方参与设计评审和技术交底。道路工程施工阶段采用BIM技术手段，开展施工模拟分析，可更好地传递设计意图，助力设计成果的有效转化，保障道路设计方案的应用质量。

BIM技术在市政道路设计中的具体应用

案例概述

以某市政道路工程为例，长度为4742.008m，设计为主干路，道路红线宽度设计为36m，为双向4车道。本次工程设计环节，引入了BIM技术，辅助设计工作的开展，促使设计工作的效率得到提高，实现了道路工程和施工现场环境的相符合，保障道路设计的质量。现结合BIM技术的具体应用，进行全面的分析。

BIM技术的应用方案

按照道路设计的工作安排，事前开展勘察和调查，形成了1：500的道路带状地形图和道路地勘报告。根据建设单位的意见，组织工作人员开展建模，对道路景观和交通规划等内容进行设计，形成了3D漫游成果，通过可视化形式呈现道路预期效果。

基于现代化技术手段，对道路地勘报告数字化，利用设计软件对道路设计情况进行可视化表达，清晰地呈现各个路段地基情况，并且精准统计工程数量。构建的道路三维模型，可增强建设内容设计指标的直观性，同时全面展示道路下敷管线和涵洞实际情况。借助软件计算，可以标注出各个阶段的管道管径和埋深等数据。

BIM技术应用的主要环节

地形图处理环节。基于BIM技术，开展地形图处理，能够实现高程点与等高线的转化，利用搭建的三角网，构建地形图数据模型。使用传统设计软件，开展地形图处理，仅利用三角网，难以实现可视化，无法呈现道路地形的走向，设计时需要工作人员开展高程点对比分析，最终明确高程走向。

如果道路长度很长，那么工程量巨大。采用BIM技术，根据前期勘察调查采集的数据信息，形成三维地形图，能够清晰地呈现地形走向，并且减少设计的工程量，保障道路建设的质量和效益。

道路选线环节。市政道路设计实践中，选线为重要的内容，科学合理的选线方案可保证道路指标的协调合理度，实现对造价的有效控制。市政道路的线路设计是否合理，极大程度上是由道路纵断面与土方横断面决定。采用传统的选线模式，对道路沿线地形难以精准评价，通常要多次开展选线分析，并且进行实地放线，做好选线成果的对比分析，再最终确定。不过，由于无法实时查看横断面，通常要确定线形后进行初步设计，最终获得横断面数据。

如果工程投资规模很小，反复进行调整和优化，设计工作比较繁重，且设计工作效率低下。采用BIM技术辅助设计，能够实现平面和纵断面以及横断面的联动，基于图上选线，再根据地形图开展初步设计，通过BIM平台可清晰地显示。如果出现改动时，可随之进行改变，最终以图形形式呈现。

道路纵断面设计。采用BIM技术手段，辅助纵断面设计的开展，可显著提高设计效率，减少人为因素的影响，避免引发隐患和风险。在设计环节，根据采集实际数据信息，助力纵断面设计，同时发挥技术的应用价值和优势，促使道路工程高质量建设。如果设计方案和实际贴合度不高，则可能留下各类隐患和风险。基于BIM技术，搭建三维立体模型，辅助道路纵断面设计，形成的设计方案可符合当前的技术规范，并且可保障建设的质量。

从道路实际出发，纵断面设计工作的开展，借助现代化技术手段，可实现修改的联动，及时更新数据信息，形成科学合理的纵断面设计方案，促使工作效率得到提高，缩短道路设计的时间，减少工作压力，切实保障设计工作的质量。

道路建模设计。从市政道路设计需求出发，采用BIM技术手段，辅助道路建模，可实现三维建模，形成三维可视化图纸，指导道路高水平建设。利用BIM技术手段，根据采集的影像资料和信息，对建设区域的情况开展数字化模拟，能够清晰地呈现道路建设后的区域地块划分和功能提升情况，并且可呈现道路建设地自然环境和社会环境的改变。基于BIM平台，还可以模拟高峰期道路交通情况，呈现道路建设后对区域交通的改善情况。

利用BIM技术建模，可提高建模的速度，缩短建模的时间，减少繁琐问题的产生，提升道路工程设计的质量和效率水平，助力道路工程高质量建设，创造更多的效益和价值。

BIM技术的应用效果

基于BIM技术的市政道路工程设计，实现了高效率设计，促使后期的改造设计更加贴合实际，保障了道路设计的质量，全面提高设计的效率和效果，促使设计水平得到提高。组织开展道路设计，采用BIM技术手段，实现对设计精准度的有效控制，防范碰撞问题的出现，强化道路设计的质量控制。基于BIM 5D模拟，实现全过程的模拟分析，促使设计环节就获得质量控制以及成本控制信息，提高设计工作的水平，保障后期工作的有序开展。

BIM技术在市政道路设计中的应用策略

合理选择软件

由于市政项目的组成复杂，可选择的BIM软件很多。按照路、桥、隧、管网等专业加以区分，BIM软件平台的类型数量多。随着行业的发展，设计软件开始平台化发展，不断拓宽可视化的边界。

从设计的需求角度分析，主要是利用设计模型，经过信息加载或者信息提取，通过多专业的模拟与仿真，进而获得高附加值的数据。道路工程中的建构筑物，利用建设的模型完成配筋后，结合预留孔洞开展结构受力分析，科学合理调整配筋，增强结构的安全性。对道路的各类管线，展开管线碰撞检测分析，进而增强系统的稳定性。为实现设计的各项需求，要结合道路设计的实际情况，合理选择设计软件，辅助市政道路工程建设，实现高质量建设目标。考虑到市政道路工程设计的复杂性特点，为提升设计和建造的质量，通常会将BIM技术和其他技术相互结合，例如GIS技术，形成优势互补，助力建设工作的开展。

利用BIM技术，整合和管理设施自身全寿命周期的信息，实现精细化管理。利用GIS技术，实现对地理空间环境信息的宏观表达，支持海量地形数据的处理，同时开展地图视觉效果以及地理信息的分析，助力工程的建设和管理。

基于BIM+GIS技术，实现海量信息可视化，支持项目信息协同化，并且实现工程管理技术的有效融合，助力道路工程建设和管理，可提高建模的质量，增强分析的精度，提高决策的效率，实现成本的高效化控制，创造更多的效益和价值。

做好BIM功能的开发

从BIM技术的发展应用实际分析，在房屋建筑领域的应用较多，于市政道路工程中的应用时间和应用范围相对较小，很多功能不贴合道路工程实际，进而影响到BIM技术的应用效果和效益，使得道路设计和建设管理面临很多的挑战，影响到BIM技术的应用价值实现。市政道路设计工作中，为有效发挥BIM技术的应用效益和价值，必须要结合实际进行功能的开发，助力道路选线和建构筑物的优化设计，创造更多的技术应用效益，促进BIM技术的应用发展，助力市政工程现代化发展。根据市政道路设计的多样化需求，积极更新软件的相关功能，助力设计工作的高质量开展，防范问题的出现，创造更多的效益和价值。