BIM技术在市政道路设计中的应用

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　　摘    要：BIM技术是当前建筑设计中的新型设计理念，将三维数字技术用于市政道路设计，将有效提升市政道路设计的科学性与合理性。基于此，本文以BIM技术作为研究对象，结合BIM技术的应用优势，分析该技术在市政道路地形图设计、中心线、横向路面、纵向断面设计中的应用，从而优化市政道路设计方案。
　　关键词：BIM技术;市政道路设计;道路中心线设计
　　1  引言
　　BIM技术是建筑信息模型的简称，对建筑项目物理特点与功能展开数字化记录，实现三维数字信息的共享。在市政道路设计阶段中，BIM技术可以完成道路设计协同化作业，无论是数据收集还是更新，都可以在技术平台下完成，实现数字信息的集成化应用，将市政道路设计与建设展开数字化处理，提升工程设计水平。
　　2  BIM技术在市政道路设计中的应用优势
　　2.1  实现市政道路设计的可视化
　　可视化在市政道路设计中可以明确设计要点、丰富设计内容，将图纸中的内容数字化处理。以往施工图纸的设计信息需要依靠线条与数字，要求设计人员了解图纸内容。但随着市政道路施工规模的扩大，建设内容日益复杂化，单一线条与数字无法满足道路设计需求，而BIM技术的可视化功能可以做到这一点。在可视化三维设计图纸中，将设计内容呈现出三维结构，效果图更加精确。
　　2.2  协调并模拟道路设计
　　协调性是市政道路设计与施工的关键，要求设计人员综合考虑城市交通、地下排水和电缆等设施的影响。市政道路建设中会遇到各种问题，设计单位需要为施工单位提供详细的资料，明确设计关键点，针对特殊线路予以布置。应用BIM技术可以为其提供更加全面的设计数据，BIM技术可以作为数据存储载体，利用市政道路设计模型呈现各类数据，实现数据的协调。比如道路开挖与排水管网的协调性、路基处理与地下水分布的协调性、道路施工与环境保护的协调性等。
　　2.3  优化道路设计
　　对于市政道路工程来说，道路设计也是一个不断优化的过程。应用BIM技术可以优化设计与施工，评估道路设计信息，明确设计复杂程度，优化处理工程几何信息、工程量、物理信息等，为数据的优化提供最新计算方法。在优化设计方案时，凭借BIM技术的优势将设计与成本控制相结合，按照设计内容优化成本，在保障施工质量的同时降低成本。此外，BIM技术可以对特殊项目优化处理，例如软土地基施工处理，并帮助设计师及时发现隐藏的设计问题。该技术使用下，设计图与以往的二维设计图不同，可以对工程进行三维模拟，支持可视化图纸应用，可以为设计师和施工人员提供综合线路图与结构图，提升图纸的精确性，为工程施工提供重要的参考依据。
　　3  BIM技术在市政道路设计中的应用分析
　　3.1  BIM技术在道路地形图设计中的应用
　　在市政道路设计中，道路地形图的整体设计至关重要。与普通道路工程相比，市政道路工程设计要求道路地形图必须绘制的精确、详细，将BIM技术应用其中，可以做到以下几点：（1）应用BIM技术穿插地形图中心线。结合市政道路地形图与整体道路结构优化系统，明确3D地形图的地理位置坐标，为工程施工周围设计地形梯度;（2）应用BIM技术进行地形图转化设计。以3D建模造图为基础，在图纸上标注具体施工要点与地图中心线，将传统的地形图转化为3D多元线路，实现不同道路设计的协调性;（3）应用BIM技术协调地形图与线路构建，对多段道路线路展开穿插设计，使市政道路线路施工图更加完整。比如在道路设计中，应用BIM技术可以完整的将道路布局呈现出来，并结合具体地形环境，将其融入道路设计中，为设计工作带来3D化构图效果。凭借着自身的地形处理技术，BIM技术可以对道路模拟造型，完成三维枢纽立体规划，将设计人员的意图传达明确，优化设计方案，以最直观的方式将道路整体效果图表现出来。
　　3.2  BIM技术在道路中心线与横向路面设计中的应用
　　对于道路中心线设计，这是市政道路线路设计的重点。应用BIM技术可以将中线完整的绘制出来，将技术参数与实际路线对比，确定中线设计标准，合理规划中线长度，明确曲线直径与平缓长度。在中心线穿插设计时，需要应用BIM技术提前描绘出中心线结构，模拟中心线道路走向，并以数据的方式呈现出模拟效果，将中心线融入3D图形中，实现对市政道路多节线路的优化设计，确保中心线定位更加精确，为接下来的横向路面与纵向断面设计奠定基础。
　　对于道路横向路面设计，应用BIM技术可以保证道路构建的科学性与合理性。BIM技术可以高效拼接道路部件，将各部分组建起来，并展开三维数据模拟，计算模型的过程就是对道路设计的过程。横向路面设计需要考虑车辆通行情况，根据车的流量与载重量限定值进行路面设计。横断面设计包含通行车道设计、人行道设计、路基结构设计以及路桥连接设计，应用BIM技术对这些内容进行3D构图，精确各处位置。此外，BIM技术还能对施工材料予以设置，通过数据分析，合理布置设计节点参数，以便施工人员按需求购置施工材料，实现资源的合理配置，避免不必要的资源浪费。
　　3.3  BIM技术在道路纵向断面设计中的应用
　　在市政道路纵向断面设计中，应用BIM技术可以实现对线路的科学编制，以基础线路设计为基础，利用软件的模拟功能，可对线路进行分段构建。比如拉坡线绘制时，可使用BIM软件对道路纵向断面展开动态监视，预测设计标准和拉坡线之间的偏离距离，通过合理的调整，保证道路纵向断面设计工作的合理性。此外，BIM技术还会用于营地布置设计，使用Auto CAD Civil 3D软件对营地展开二维规划，在BIM平台中导入营地设计数据，完成营地三维建模工作。BIM以将道路设计信息与文件同步，模拟纵向断面设计效果，可视化整合设计图，全方位进行道路工程3D模型的信息化处理工作。不仅如此，BIM技术还具有漫游功能，可以帮助设计人员和施工人员了解项目细节内容，通过高清设计效果图与视频文件了解图纸全部信息。
　　2018年，中交第一公路勘查设计研究院与BENTLEY软件公司发布了双方合作研发的道路工程BIM正向设计软件，即CNCCBIM Open Roads，软件面向市政道路、公路，可以解决现有BIM技术软件缺乏本地化设计规划、模板、数据无法联动问题。软件支持Project Wise互联数据环集成项目交付，可以与交通工程、地质勘探、管線管理等软件联合应用，提升市政道路设计工作的协调性。基于工程管理BIM协同平台，可解决多种类型项目管理难题，实现市政道路建设施工精细化管理。平台内包含模型管理、模型算量、安全质量管理、进度管理、设备管理、材料管理、资料管理、成本控制、投资管理等内容，设计人员、施工人员与管理人员可以立足于BIM技术平台，各司其职，完善自身岗位工作，保障道路建设施工质量。在未来，设计人员需要高度重视BIM技术设计阶段的工作，当某项数据发生变化时，BIM平台可以自动调整3D模型，设计人员无需重新绘制设计图，有效提升工作效率。不仅如此，设计师可以通过BIM技术找出方案内的缺陷问题，以便及时调整，为后期施工和工程验收环节奠定基础。
　　4  总结
　　总而言之，随着BIM技术的发展，将其用于道路设计是市政道路建设的必然趋势。凭借着BIM技术的特性，可以让BIM在市政道路设计中发挥更加显著的作用，要求设计师与施工人员不断提升自身专业素质，提高技能水平，全方位掌握BIM软件应用内容，在道路地形图设计、道路中心线设计、横向路面设计、道路纵向断面设计工作中突出BIM技术的应用优势。
　　参考文献：
　　[1] 廖杰花.浅谈BIM技术在市政道路设计中的应用[J].居舍，2019（14）：47.
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