论BIM技术在市政道路设计中的有效应用

时间：2024-05-19

史玉保王加练

（云南省城乡规划设计研究院，云南昆明 650228）

在城市化建设进程之中，建设市政道路的复杂性日益增大，不仅需要对方案的可行性加以考虑，同时要考虑经济效益。BIM技术引入市政道路设计，可以满足市政道路优化设计的需求，在设计方面尽可能减少错误，提升建设方案的合理性。BIM技术拥有可视化、协同设计与模拟性等优势，通过建立模型可以满足信息的集成与模型共享要求，最终促成市政道路设计科学性的全面提升。

1.BIM技术在市政道路设计中应用的优势

1.1 协同效果较好

市政道路工程建设复杂性在不断提高，道路建设标也准越来越严格，使得道路设计难度进一步加大。目前，设计市政道路时不能完全依赖人员单独完成，离不开专业人员的配合、支持，这样才能够确保设计市政道路的效果达到预期。基于以往的二维设计，不同专业的人员依靠分图层与复制来精心制作，或是在协同设计系统平台合作。这种合作模式受到层次较低的协同合作的限制，无法满足各个专业深层次的合作。在设计环节使用传统二维设计，需要落实交叉口设计、公交车站设计等工作，基于不同分项工程的一系列关联设计数据，单纯整合又容易出现错误。对BIM技术的有效应用就可以通过模型来实现高效的协同合作，保证道路设计与预期标准和要求相符[1]。

1.2 凸显设计效果

使用BIM技术设计市政道路，利用建模的办法可以将每一个设计步骤展示出来，能够针对相关数据加以关联。数据在关联之后也方便查找，然后基于实际的需求做出调整。查找信息时也无需反复输入，可以自动地修改数据和保存数据，促进设计效率与精确度的提高。市政道路设计中，如果采用传统的二维设计手段，仅仅依靠二维平面来呈现三维空间，就可能导致三维数据的丢失。这样的设计手段可能会对设计精准性带来影响，导致解读时出现错误。通过BIM技术的应用进行三维建模，就能够体现出三维数据，进而确保准确地表达设计意图。

2.BIM技术在市政道路设计中的应用

2.1 地形处理

在市政道路设计中，地形处理作为基础，使用BIM技术后全部内容都基于地形数据资料进行数字地面模型的构建。通过对市政道路工程相关地形数据的全面使用，完成三维地形图的构建，然后利用Geo Station、Open Bridge Modeler等软件，就能够实现构筑物数据、标高数据、等高线数据等对应的格式转换，据此构建相应的地形三维曲面。之后利用三维可视化工具，可以实现对地形地貌、控制因素等的实时查看。另外，在市政道路设计初期阶段，借助BIM技术系统地分析设计重难点，并在设计之中解决，以此来提升市政道路设计效率。

传统的二维地形图高程点一般都通过0进行设置，实际的高度则通过数字在地形图旁边标注。但是对于三维地形图而言，就会通过明确的数字来进行对应的标注，利用Z标识实现高程坐标点的表示。通过BIM技术的合理使用，在具体的三维地形图处理之后，其步骤如下：首先，将软件图层管理打开，进行冷处理与除开高层点、外图层的反向选择操作。其次，做好曲面功能创建，然后设定好高程点。最后，针对全部的高程点进行对应的处理，通过创建曲面来进行对应的分析与查看。

2.2 道路设计

将BIM技术应用于道路设计，主要是针对道路平面、纵断面与横断面等，在实际应用中这几个方面设计内容相互嵌套与制约，可以确保都交互设计数据的共通，满足分项内容的集中控制要求，从而满足均衡状态之后应用路基、边坡模板形成设计道路模型的要求。在具体的设计中，主要包含了数字地面模型实体、纵断面拉坡面实体、路中线实体、边坡模板等。在实体之间的嵌套关系主要是包含了纵断面实体与路中线实体关联、路中线实体和数字地面模型实体关联、道路模型和所有实体关联[2]。

在设计市政道路时使用BIM技术手段，可以获取对应的地形数据，这样也可以通过数据反馈设计纵断面的实体，为纵断面设计提供可靠的理论指导、数据支撑。与此同时，注意监控市政道路的重点路段的横断面戴帽现状，一旦发现与设计标准不匹配，就要求进行适当的修改。如果与实际标准差异较小，就可以通过纵断面实体的修改，达到相同的目的。使用了BIM技术，就能够实时更新断面监测，以此来获取断面戴帽情况，发现问题的时候及时处理，减少后期修改次数，实现设计效果的提升。分析BIM技术的使用和道路设计实体之间的关系，具体如图1所示。

图1 BIM技术应用与各实体之间的关系图

2.3 地下管线综合设计

在市政道路下方往往存在电力管线、照明电缆、热力管线、燃气管线等，为了避免地下管线受到破坏，在施工范围内各个专业都要求做好管线竖向高程以及平面位置等对应的协调处理。使用BIM技术则能针对地下管线的分布进行三维可视化模拟，掌握实际情况。利用Magi CAD软件完成地下管线建模操作，再与不同管线对应的施工图纸结合，形成合理的规划；在具体建模中基于基本的“大管让小管，自上而下”顺序，降低管道改建与调整的难度；在建模完成之后做好对应的交叉碰撞检查，基于实际的检查结果合理调整管线[3]。

在道路预留预埋设计中，基于BIM技术落实对预留孔洞具体位置的精准定位，按照设计、模拟、分析的基本思路实现动态化的施工情况表达。同时基于多专业进行隔离设计，在BIM软件之中就可以实现具体分解结果的模拟，然后有针对性地解决，以此来提升设计效果，缩短设计时间，最终留下充裕时间进行工程建设施工。针对地下综合管线设计中BIM的应用。

2.4 道路中心线绘制

针对市政道路设计而言，对于道路中心线绘制的整体效果和道路设计的整体效果之间还存在一定的关联性。但是在具体的设计环节，因为各种因素的因素，就可能会在一定程度上直接影响到中心线绘制的准确性。为了能够保障绘制中心线与预期的要求能够相互地匹配起来，在实际的绘制之前，就需要针对其限制性的因素问题加以分析，并且按照相应的规定要求，能够针对线位进行拟合处理，能够针对其相关的半径、曲线长度等因素做出科学的调整、控制。通过BIM技术具体的分析与应用中，在设计的初期阶段就能够控制中心线，这样才能够在3D图形之中将中心线的位置明确，然后插入中心线。如果需要进行中心线的更换，还需要结合实际的规定标准，直接将3D地形图作为基础，从而将中心线直接转化成为多段线。针对路线的创建，就可以通过对应功能的寻找，然后再将其执行下去，最终在输入栏将需要创建的线路都输入进去，匹配市政道路的设计要求。