BIM技术在市政道路与管道协同设计中的应用

BIM技术在市政道路与管道协同设计中的应用

李果

云南交通技师学院云南交通运输职业学院

摘要：近年来，随着BIM技术的深入应用，在建筑行业取得了很多的成功案例，但是相比较而言，市政工程项目对于BIM技术的应用相对滞后，尤其是道路、桥梁、管道以及隧道等市政基础设施，由于建设条件的复杂，设计、施工管理手段的陈旧，投资控制的薄弱，亟需有效的技术手段，来提升工程整体质量。因此，BIM技术的研究对于提高市政工程项目可视化、信息化、网络化具有很高的应用价值和非常广阔的应用前景。

关键词：BIM；市政道路；管道规划；协同设计

1、前言

BIM（建筑信息模型）这一技术起源于美国，后来经过传播逐渐发展成为建筑行业的主要应用技术。近年来，BIM技术开始进入应用于我国的建筑行业，尽管它才刚刚起步，很多技术应用都不成熟，但是毫无疑问，它的应用对于我国的建筑行业的帮助是母庸置疑的。同时，BIM技术的应用对于市政工程中市政道路和管道规划的协同设计有很大的帮助，应用BIM技术不仅可以提升工程项目的效率，还可以提高工程质量，降低成本，节约资金，促进行业的发展。

2、BIM技术的概念

2.1.BIM技术简述：

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）是以项目工程中相关区域中的已有建筑物的各项信息为基础，通过其特有的三维特点建立模型，并进行相应的模拟演练，来达到项目设计的优化。

2.2.BIM技术的特点：

经过不断的发展与成长，BIM技术愈趋完美，由于网络时代的到来，它的特点也与计算机有着密不可分的联系。

信息完备性：不同于以往的手工信息，对于工程项目的对象，BIM技术可进行3D信息描述与纪录，使得信息的手机更加立体，更加便捷。

参数化：不同于数字建模，BIM技术应用的是更加高级的参数建模，只需要简单地改变模型中的参数值，就能建立新的模型来进行分析。

一体化：收集到信息被BIM技术记录到计算机形成的数据库中，包含了该工程项目从设计、施工、完善到造价成本的各类信息，可以随时查找。

可视化：即“所见所得”，BIM将人们带入到了一个三维的立体空间内，在其中，可以从各个角度观察到由数据库中的信息建立成的模型，让人可以一目了然。

协调性：通过模型设计，BIM技术可以利用模型对规划进行演练，进行模拟的碰撞、施压等测试，并将测试后的结果进行分析，协调各项数据，找到完美的解决方案。

模拟性：打破了以往的平面模拟，BIM技术将模拟的空间从平面扩展到了三维空间甚至四维、五维空间，使得模型更加立体化，方便进行全方位的观察。

优化性：BIM模型不仅记录了相关区域内的建筑物的各类信息，还可以根据模拟后的数据，将规划后的模型展现出来。

可出图性：即可以绘制图纸，BIM技术可以根据模型数据，将模拟后的模型用图纸的形式呈现出来，并且还能将改进的建议也用图纸的形式来表达，清晰明了。

3、BIM技术的应用现状

BIM技术被引进中国时，并无太大的反响，如今却已经渗透到了建筑行业的各个领域，如：建筑设计、工程施工等。因此，BIM技术最终应用于市政工程的市政道路和管道规划中已经是必然事件。然而，由于发展时间的短暂，BIM技术在我国的应用并不成熟，导致在应用过程中，经常会出现各种各样的问题，相关部门沟通不顺利，使得施工过程中道路被开挖，管线被挖掉，甚至造成了周围百姓的生活行动不便，以及巨大的经济损失。但是，如果能够成熟利用BIM技术，用三维立体来展示，用数据库来收集信息，应用模型来进行模拟演练，一定可以减少此类事件的发生，还可以提高工程进行的效率，提高道路和管道建设的质量，取得更大的利益。

4、BIM技术在市政道路、管道规划上的应用

为了更好的探讨BIM技术在市政道路以及道路规划上的应用状况，本次研究选取某工程为例，根据规划要求，该地银杏湖大道和汤同公路之间需要加修一条城市道路，新修道路的起点为银杏湖大道，途经龙山、战备、直山三个水库，终点为汤铜公路全长3.909公里，宽36.25米，按主干道标准建设。在设计时设计人员充分的对当地的地貌以及居民出行因素进行了考虑，项目地理位置如下图所示，所规划的线路通过下图红色线条所显示。

下面就对具体的应用措施进行分析：

（1）进行信息化处理：对城市中已有的建筑物的各类信息如属性、几何、地理位置等信息进行统计，并将其记录在BIM的数据库中，利用BIM技术的可视化将其用三维形式展示出来。

（2）进行协同设计：利用三维立体的展示图像，在计算机环境中将其模拟出来，并根据这些信息，对规划设计的道路、管道进行模拟分析，判断其位置是否合理，路线是否安全可行。利用BIM技术模拟规划好的道路以及管道，进行碰撞测试，以此来使得设计更加完善科学。

（3）重复调整规划结果：不断对规划结果进行模拟演练，不断调整规划的结果，调整道路或管道的位置、走向及使用的材料等，根据不同的规划结果，最后选择最优的设计规划。

4.2.建立模型：

选择好最优的规划设计之后，利用计算机环境对该规划进行模型设计，采用SQLite数据库，提取相关区域内的建筑物的属性信息包含尺寸、地理位置、所用材料等信息，将其保存到计算机中的数据库中进行管理保存。利用VisualC++编程语言编制相关功能函数及操作界面，通过编制，使其可以在计算机上呈现三维立体图形，在根据相关数据，对已经规划好的道路和管道进行分析处理。通过对原有的二维地形图数据的提取可以得到相关的三维地形图，三维地形图对于地形地貌的表示更加明显，这对于市政道路建设的推进有着极为重要的意义。

4.3.基本流程：

（1）导入信息：利用已有的地图或图纸等信息，以及去实地考察等方法，将相关规划区域的建筑物的各类信息进行收集处理，记入数据库，实现模型信息化处理，并显示立体图到AutoCAD上；

（2）规划线路：沿道路绘制各类管道，根据三维图形中的已有建筑物设定所规划道路和管道的相关属性；

（3）进行碰撞检测：利用BIM技术的三维效果，在立体状态下查看规划设计图，构建模型进行模拟演练，查看最终的碰撞结果；

（4）检测结果：检测不同的碰撞结果，如硬碰撞、软碰撞、及临近碰撞的相应道路和管道信息；了解应该进行调整的道路和管道，及时对规划进行调整；

（5）调整管道：对产生碰撞的道路和管道进行相应的位置调整，包括水平和竖直，以及所用材料和所选工艺的调整；

（6）成本预算：调整后查看相关材料所需的费用，对道路个管道的成本进行初步的计算；如果超出开始的预算，；

（7）选取施工方式：根据三维图形查看道路和管道的空间位置，检查是否可以正常施工。若条件受到限制，重复第四步，重新对道路和管道进行调整；

（8）选择方案：不断进行调整选择最佳的规划方案，并作出相应的施工图和材料表等。

5、BIM技术应用的相关案例

目前，BIM技术已经渗透于建筑行业的各大领域，在许多案例中都取得了巨大的成功，如：利用BIM完成对南京青奥会议中心的建造；河东夫人医局的建立；在慈禧大剧院中的应用以及在水电施工总布置设计中的应用等等。只有把握BIM的技术优势，通过应用BIM技术在行业内的竞争中进行争逐，才能为企业谋求更大的利益。

6、结语

随着科学技术的发展，网络在人们的生活中将会得到更多的应用，工程项目的信息化、数字化、网络化也将会是时代发展的必然趋势。在市政道路和管道规划中应用BIM技术，将实际数据与可视化相结合，用三维立体图像代替平面模型，实现规划道路、管道的最佳最优布局，BIM技术不仅为项目规划人员提供了最为方便的设计工具，还可以与其他相关专业协同工作，利用模型演练共同解决施工过程中遇到的管道碰撞、施工条件差、空间不合理等问题，从而赢得项目的最大利益化，加快城市的发展。

参考文献

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