BIM技术在市政道路设计中的应用研究

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　　摘    要：近几年，中国经济呈现飞速发展态势，对于交通运输业的需求日益剧增，作为市政道路建设的重要环节，如何使道路工程发展更加科学化、系统化、信息化，是行业内部亟待解决的问题之一。BIM技术作为新型的道路设计理念，很好的将三维数字化技术应用于实际设计工作中，使得市政道路设计中的复杂问题得到了有效解决。本文通过对BIM技术的应用优势进行简要概述，分析研究其在市政道路建设中的具体应用方面，以期为其他类似的市政道路工程设计提供理论借鉴。
　　关键词：BIM技术;市政道路;技术应用
　　1  前言
　　随着我国城市道路建设速度的不断加快，对于道路建设项目效率、质量、技术等方面的要求也不断提高。由于市政道路设计过程中需要各个专业的工程师不断进行工作协同与信息共享，所以只有各个阶段实现平顺衔接方能完成项目工作。但实际工作中，目前我国大部分市政道路设计都是采用CAD技术进行二维平面设计，其在信息共享、设计进度协同方面的工作程序较为繁琐，各专业设计意图无法进行有效传达，从而导致工作效率降低，无法很好满足市政道路建设的高标准要求。近些年出现的以BIM技术为核心理念的三维数字化设计技术，给相关行业带来很大改变。但是目前BIM技术的最新成果较多应用于建筑行业，涉及道路设计方面的应用较少。因此，针对BIM技术在市政道路设计中的应用进行分析研究对切实提高我国市政道路设计科学性、合理性以及经济性具有重要意义。
　　2  BIM技术在道路建设中的优势分析
　　2.1  实现道路设计可视化
　　在以往传统的施工图纸制作中，设计信息的表达通常都是采用线条和数字的形式，这就对于设计人员和施工人员在设计内容细节方面的理解要求很高。但是随着我国市政道路建设项目越来越复杂，单一的线条和数字无法满足设计图纸展示需求，因此BIM技术可视化功能的应用就能够更好的满足设计要点明确的需求，为道路设计和施工提供更多便利。在实际应用中，可视化的三维设计图纸能够呈现出道路设计内容的三维立体结构。更加精确效果图能够实现细节信息的精展示，从而增加市政道路工程信息的互动性和反馈性。
　　2.2  实现道路设计协调
　　由于我国市政道路的设计和建设通常需要综合考虑城市交通、地下电缆和排水设施等因素影响较为复杂，因此如何更好的保证设计施工协调性，也是市政道路项目中的关键问题之一。在道路建设活动中，为了更好针对突发问题进行及时协调和补救，需要设计单位能在第一时间提供具备明确关键点和特殊线路布置信息的详细设计资料。而BIM技术在这方面表现较好，作为数据存储平台载体，它能够更好的通过道路设计模型来呈现各种专业问题，实现设计数据计算和协调，从而有效解决例如道路开挖和地下排水管网设置、道路路基处理和地下水分布，道路施工和周围环境保护等协调问题。
　　2.3  实现道路设计模拟
　　在市政道路设计过程中，BIM技术的应用主要是借助计算机模型进行模拟。首先，需将要施工现场车流量、温度湿度和原材料数量等经过测量的相关工程参数，以及施工图纸中标注的施工参数输入到设定好的设计模型中进行全面的数据建模，通过模拟计算设计出不同的方案并进行优化，从而获得道路设计的精确模型，也能为工程竣工处理和工程造价进行模拟控制。
　　2.4   实现道路设计优化
　　在实际的进行过程中，市政道路设计其实是一个不断优化的过程，而BIM技术恰好能够满足这个过程需求，通过准确评估设计信息和设计复杂程度，对道路的几何信息、物理信息、施工量和施工流程等相关数据进行有针对性的优化处理，为数据优化实时提供最新计算工具和计算方法。此外，BIM技术还可以将设计内容和成本控制进行有机结合，根据设计内容合理减少施工成本支出。同时BIM技术还可以针对某些特殊项目进行潜在问题挖掘并进行优化处理，如软土路基施工、路面改造等。最后，由于BIM技术具有可出图的功能，其设计图纸可对道路工程进行可视化和三维化模拟，能够有效确保设计图纸的精确性。
　　3  BIM技术在市政道路设计中的应用
　　3.1  地形图处理应用
　　目前，在我国大部分施工过程中，负责勘测测量的单位所提供的图纸通常为二维和三维两种图纸，这两种图纸的区别主要是在高程点设置。二维图纸中，高程点的实际高程会设置为零，而具体的高程值则是通过标注形式来另做注释。在三维图纸中高程点则是以实际的工程高度进行设置的。在这种情况下，通过应用BIM技术对道路设计进行处理时，可以更加直观的反应出地形图的各种数值，精准度更高。
　　3.2  道路中心线绘制应用
　　作为市政道路设计中最为关键的部分，道路中心线的绘制过程中通常会牵扯到很多控制因素。所以，为了更好的设计我国市政道路，可以通过对BIM技术的应用结合相关控制因素对市道路中心线的绘制进行模拟实验，以立体形式呈现出中心线绘制情况，对于可能出现的问题提前进行分析，并及时进行调整或是找到有效的解决方案，以此有效提高我国市政道路的设计水平，推动我国道路建设行业的发展。
　　3.3  道路纵断面设计应用
　　目前在我国道路设计常用软件中，针对道路纵向断面设计流程为：首先对原地面的线文件中进行相关编制工作并生成原地面线，之后在原地面线上对拉坡线进行绘制，并在绘制的过程中进行实时调整以满足总体设计要求，最后，将存储中的原地线文件和以竖曲线设计文件形式进行储存的拉坡线进行调用，来生成最终的市政道路纵断面设计图。而以在BIM技术为基础的软件操作中，只需将三维地形作为道路纵向断面设计的基本资料，地面线文件生成操作只需通过“从曲面创建纵断面”这一命令就可完成，拉坡线设计可以通过“按布局创建纵断面”的命令来生成，同时地面线文件会自动随着市政道路中心线的修改而自动更新，有效节省设计人员的相关工作量。
　　3.4  道路横向断面设计
　　由于以BIM技术为基础的软件设计过程就是整个市政道路的装配过程，所以在进行设计操作中需要综合各种影响因素，对相关部件进行合理选择，这个步骤对于市政道路BIM数据信息模型的精确度保障具有重要意义。具体操作主要分为创建装配、插入装配基准线、部件装配这几个步骤。需要注意的是，在设计过程中首先对标准横断面进行装配，保障其满足整体需求，然后再根据具体的设计需要分析结果来进行其余的装配添加，由于BIM技术的应用软件有着较好的关联性和动态性，因此，道路设计参数数据模型能够及时进行装配更新。
　　4  结语
　　通过研究我们可以发现，目前BIM技术在我国市政道路相关设计工作中主要应用于在路地形图处理、中心线设计绘制、横向断面设计、纵向断面设计四个方面，能够充分发挥其技术优势。在市政道路设计工作中通过BIM技术的应用，不仅能够提供更加直观的图纸设计，还能够实现道路设计的可视化，便于进行相关协调、模拟和优化工作，能够通过三维模型的自动生成功能实时更新各种设计图形，达到施工进度监控的目的。但需要明确的是，由于BIM技术出现的时间不长，在其应用的过程中还是会被社会推动力不足、相关标准不完善等因素的制约，此项技术在市政道路设计中应用发展依旧任重道远。
　　参考文献：
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　　[2] 张达峰.BIM技术应用在市政道路设计中的优势及阻力分析[J].工程与建设，2019（5）：711～712.
　　[3] 梁庆学，李新星，熊诚.BIM技术在市政道路设计中的应用及难点分析[J].城市道桥与防洪，2018（3）：43～45+8.
　　作者简介：
　　许建超，助理工程师，研究方向：市政道路设计。
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