BIM技术在市政道路设计中的应用及难点分析张雅菲

BIM技术在市政道路设计中的应用及难点分析张雅菲

张雅菲

张雅菲

天津城建设计院有限公司天津市300122

摘要：随着我国社会与经济的快速发展，工程项目规模越来越大，功能越来越齐全，个性化需求也越来越多，而传统二维设计的弊端也日益凸显。近些年来，伴随着信息技术普及应用，社会对从业者提出了更高的标准与要求，智能建造与精细化设计已成为提升企业竞争力的重要手段。BIM作为一种新兴智能辅助技术和管理工具正在推动着工程设计、建造、运营维护等多方面的变革，有着越来越大的社会需求。本文以市政快速路改造工程为背景，探索了BIM技术在市政道路设计中的应用方法，分析了BIM技术应用难点。

关键词：市政工程；BIM技术；道路设计；应用；难点

1、BIM技术在道路工程设计中的难点

BIM技术在市政道路设计中应用的时间较晚。因为传统市政道路设计相对于建筑工程设计数量少，精度要求低，对BIM的需求较弱;而随着城市化的不断发展，对市政道路设计要求提高，需要技术储备才能很好的完成设计工作。

建筑工程设计中BIM技术进行3D设计工作，可以实现多人参照统一的标准进行协同作业，创建出带有各种信息的3D建筑模型。在应用于市政道路设计时，主要有以下难点。

1.1BIM运行与建筑设计时，建筑作为一个相对独立的、受外界影响较小的个体。而道路桥梁工程所涉及的施工范围较大，各地区的地质条件、地貌特征复杂，而且这些数据的准确性都难以保证，而道路的结构形式需要适应所处环境的具体特点，因此很难按照统一标准进行设计。特别是涉及到复杂地形处的边坡防护、涵洞、隧道时，用BIM技术进行设计效率很低。

1.2BIM原是为建筑工程服务，最近几年刚刚延伸到道路设计中。长期以来，道路施工使用的图纸为二维图纸，因此市政道路的设计和出图主要由二维软件完成，而使用BIM进行设计，设计人员在进行3D建模的同时还要兼顾二维图纸的工作。使设计人员的工作量增加很多。而且BIM暂时无法在道路设计中很好的实现协同设计，因此在效率方面的优势不明显。

1.3BIM工具平台不够完善统一。当前在进行道路设计时需要考虑的因素较多，除了因为地质地貌问题无法实现协同设计外，道路工程设计时还要考虑大量的额外因素和其它市政服务设施，如夜间照明、绿化带、排水管线、电力线路、通信线路及设施、燃气管线及设施等，当前的BIM软件还不能很好地对这些进行处理。

1.4缺乏相关标准。BIM技术在建筑领域有较成熟的IFC标准，但是在道路设计中应用时间和案例明显不足，设计结果难以评定，出图缺乏统一或标准的接口，与其它软件的兼容性较差。而且各个单位自行开发的接口缺少统一性，使BIM技术的推广受到限制。

2、BIM技术在市政道路设计中的应用

2.1地形图绘制

一般来说，市政道路勘测单位会提供常用的两种地形图:一种是二维地形图，在二维地形图中，高程点的实际高程都被设置为0，而具体的高程则以数字的形式在高程点旁边进行标注;另外一种是三维地形图，三维地形图中的高程点的实际高程与标注高程相一致，即在三维地形图中，高程点的标注的高程就是其实际的高程。

2.2道路中心线绘制

道路中心线的设计与绘制是市政道路设计中的重要内容，在设计过程中会涉及到各种控制因素，因此，在市政道路中心线的设计过程中应当统筹考虑各种控制因素，之后按照市政道路设计规划中的线位进行拟合处理，并以市政道路设计规定要求中的各项基本要求对设计方案中的曲线长度、曲线半径以及缓和曲线长度等各个曲线的要素进行适当的调整和优化。

2.3道路纵向断面设计

就目前来看，我国常用的道路设计软件在道路纵向断面设计这一方面都有着一定的功能完善，当前道路设计软件中主要的道路纵向断面设计流程为:首先对原地面的线文件进行编制工作，然后通过设计软件生成原地面线，之后，在已经生成的原地面线上对拉坡线进行绘制，并在绘制的过程中不断对拉坡线进行调整，使其能够满足既定的设计要求，最后将拉坡线以竖曲线设计文件的形式进行储存，将存储中的原地线文件、后来生成存储的竖曲线文件进行调用，最终生成所需要的市政道路纵断面的设计图，从而完成了道路纵向断面的设计。而以BIM技术为基础的Civil3D软件在道路纵断面设计方式上则有着一定的区别，Civil3D软件将三维地形作为道路纵向断面设计的基本资料，其中地面线的文件生成相对简单，通过“从曲面创建纵断面”这一命令就可以直接生成地面线，同时地面线的更新会随着市政道路中心线的修改而自动完成，这就有效节省了大量设计人员的设计时间和设计精力。此外，道路纵向断面拉坡线设计可以通过“按布局创建纵断面”的命令来生成，在纵断面绘制完成之后，要对整个设计自动生成的坡度、坡长指标以及纵曲线的相关要素进行查看，看其是否符合相关规范，如果不符合，则要对Civil3D软件中的纵断面形状命令进行编辑，此时会弹出子工具条，在子工具条中对纵断面的布局参数一项进行设置，将对话框打开，对边坡点一项进行选取，之后在布局对话框中对边坡点的里程桩号、竖曲线半径、坡长、坡度以及边坡点的标高等各个参数进行修改，使其满足相关规范的具体要求。

2.4道路横向断面设计

Civil3D软件的设计过程即是整个市政道路的装配过程，在设计的过程中要综合考虑各种影响因素，对相关部件合理选择，之后才能进行组合和装配步骤，这对于市政道路BIM数据信息模型的精确反应有着重要的意义。具体来说有以下几个步骤:①创建装配:在Civil3D软件中的道路下拉菜单中有装配创建的命令，单击下拉菜单中的装配创建命令，此时会弹出装配名称输入的对话框，点选此对话框，在对话框中输入具体的装配名称，之后点击确定键，完成装配创建和装配名称的确定;②插入装配基准线:在对屏幕任意位置进行鼠标点击的过程中，会将带有圆形标记的竖线插入到Civil3D软件中，这条带有圆形标记的竖线就是我们所要选择的装配基准线，也就是我们上文中所提到的市政道路中心线;③部件装配:Civil3D软件中道路菜单下有“部件工具版选项板”，Civil3D软件程序中自带部件，利用Civil3D软件程序中自带部件就可以完成相关装配;④装配步骤:首先对标准的横断面进行装配，保证横断面的装配要求，在横断面装配完成之后，要分析市政道路之后的设计需要，根据具体的设计需要分析结果来进行其余的装配添加，Civil3D软件有着关联性和动态性，因此，利用Civil3D软件进行市政道路装配部件参数的修改或对原有的装配进行重新制定成为不同的装配后，Civil3D软件设计的市政道路参数数据模型能够实时、快速地进行相关装配更新。

2.5道路建模设计

在道路下拉菜单中有创建道路的命令，对此命令进行点击，此时会出现相关道路创建的提示，根据具体的提示来完成对市政道路路线的选择以及市政道路标准横断面和纵断面的装配。在以上工作完成之后，会弹出一个关于道路组件逻辑目标的对话框，此时，应当以市政道路宽度变化为基础，创建出相应的区域，并以市政道路组件为对象，为其指定出正确的、合理的、适应的市政道路组件逻辑目标。

3、结束语

当前BIM技术在市政道路设计中还存在一些的问题，需要不断进行完善和优化，但是其展示出的强大功能和优势，使BIM技术给市政道路设计注入了新鲜的血液，使相关设计人员从传统的二维设计转向三维设计，使市政道路设计的工作效率、设计质量得到有效的提高，同时因为较好的交互性能和形象的三维展示能力，使设计中的很多问题被及时发现、修改和优化，特别是因为市政规划等原因导致的修改，极大的减少了设计人员的修改量，对保证市政道路的科学性、安全性给予了极大的帮助。

参考文献：

［1］余萌．BIM技术在市政道路设计中的应用研究［J］．四川建材，2016(2):149－151．

［2］蒲红克．BIM技术在城市道路与管道协同规划设计中的应［J］．城市道桥与防洪，2013(11)．