BIM技術在高速公路管理中的應用研究

蔣艷梅

商丘市公路管理局

1 BIM技術的特點

1.1 可視化

通過BIM技術構建出建筑模型是透明的，因此可以將項目結構的各項信息完全的展示出來，這樣就完美的避免的了隱蔽工程中的隱患問題。這也是BIM技術最大的特點，由于其可視性，使得設計人員不必依靠大腦的想象，而是可以直接看見各種工程結構，這也使得設計人員不必總是面對二維圖紙，然后為了圖紙的可操作性，還需要在圖紙上標注各種信息，不僅不利于施工人員的施工操作，對于設計人員來說也容易出現一些隱蔽性問題不易發現，極大的增加了設計人員與結構模型的互動性，從而可以全面掌握結構設計信息。

1.2 協調性

BIM技術具有很強的協調性特點，因此無論是設計人員還是施工單位都可以利用BIM技術協調施工中的各項工作，從而有效的解決施工以及設計過程中的各項難點。利用三維模型，施工人員與設計人員的溝通是無障礙的，而如果利用傳統的二維圖紙，則很可能忽視各專業之間的碰撞問題。通過BIM技術，可以有效協調工程中的管線碰撞問題，并且可以實現施工方、設計者以及業務無障礙交流，當施工單位有不理解的地方，可以直接通過BIM技術建立的三維模型將問題指出來，如果在設計方面存在一定的結構設計不合理的地方也可以直接與設計人員交流，有效的避免了返工問題。

1.3 模擬性

利用BIM技術構建出的是三維立體模型，因此不僅可以將結構的外部形態完美的模擬出來，還能精準的模擬出內部結構，而且還可以在此模型上進行修改操作。為了將BIM技術的作用最大化的發揮出來，可以利用BIM技術對所具有的某一項功能進行模擬，從而不斷完善。

2 BIM技術在高速公路管理中的應用

在某地建設的高速公路工程中，該工程項目位于AK800+AK1250段，隧道襯砌段2000m，層高不宜大于1.5m，每層宜設置4～5個窗口，其凈空不宜小于45cm×45cm。拱頂部位應預留2～4個注漿孔。針對其公路隧道襯砌施工中，應用BIM技術，結合實際隧道襯砌施工設計的特點，選用BIM技術中，應用BIM的CATIA建模軟件，構建設計隧道三維設計平臺，并通過編制一個簡要的隧道襯砌設計程序，展示BIM技術的應用價值，確保可提高工程項目的建設效率，優化設計方案。

2.1 優化構建高速公路BIM設計思路

BIM應用與隧道工程設計，設計人員也可優化使用BIM技術對公路隧道施工展開三維動態設計，通過建立隧道的實體模型進行結構分析、碰撞分析等。施工方通過BIM技術實行對工程的動態管理，并參考設計模型進行施工指導、工期預測、分析造價等，優化施工管理。后期的運營和維護也可通過BIM技術對設計模型提供的信息參考，模擬后期項目投入使用后會出現的相關問題，并針對這些問題采取措施等。

2.2 指導設計變更

在施工過程中如果發現了勘察時所忽略的特殊地質情況，或是設計人員水平所限導致設計不合理，為了保證公路的質量和穩定性，需要變更原設計，這時就需要管理層及時對新出現的突發情況作出反應，以便指導接下來的施工。基于BIM的基本特點，引用BIM技術，以求快速響應設計變更，在控制成本的前提下，得到新的設計方案。BIM在各種數字化構造實體中可以實現關聯顯示以及智能互動等，比如設計圖紙和圖表可以聯系在一起，從而提高工作效率，當對數據庫中的數據進行修改時，將會立刻顯示關聯之處。因為數據直接來自模型，當施工時發現新的路況，將實時數據可以輕松進行更新，迅速地響應設計變更，設計人員使用工作集和鏈接管理，將模型進行整合和問題檢測，檢查設計的合理性，最終得出比較理想的設計方案。通過三維BIM模型，設置好標準化模板，就可以直接生成二維施工圖紙，并對整個工程的施工過程進行模擬，分析各個專業施工進度的合理性以及配合的協調性，以便于對施工計劃進行及時調整。

2.3 基于BIM技術設計高速公路隧道施工流程

在高速公路工程建設中，應用BIM技術，在設計隧道施工方案過程中，應能夠綜合考慮工程周邊隧道圍巖的地質條件，并根據施工現場斷面的形狀，優化設計支護結構與施工條件。用時，在具體的公路工程建設施工過程中，還可以充分利用施工現場圍巖自承能力，提升襯砌施工的強度與穩定性，能保證高速公路隧道可以在建成后長期使用。根據隧道的使用要求和相關資料，襯砌的斷面普遍采用兩種斷面形式，直墻式襯砌斷面和曲墻式襯砌斷面。基于BIM技術，仿真設計施工流程，見圖1。

圖1 應用BIM技術設計施工流程

2.4 優選隧道施工襯砌結構

在隧道襯砌斷面設計界面，用戶只需將得到的設計參數輸入到相應的文本框，然后就可開始創建襯砌。在實際工程中隧道所處的地質條件十分復雜，常常采用復合式襯砌，基于直墻式襯砌、曲面襯砌建立復合式襯砌，才可以提升隧道施工質量。因此在實際應用過程中，只需通過調用模型庫大量的數據資料，便可完成優化設計的復合式襯砌結構，提升高速公路隧道襯砌施工質量，發揮重要應用作用。

結束語

高速公路工程是我國交通樞紐中的重要組成部分，隨著我國高速公路建設速度的不斷改進加快，人們越來越重視公路工程質量問題，加強公路工程質量的管理力度，不僅可以保證公路工程的安全性能，同時也能延長公路的使用年限。目前社會已經進入大數據時代，公路工程具有工程規模大、建設周期長等特點，BIM技術作為數字化發展的新技術用于公路工程是一個發展趨勢。目前，現有的BIM軟件在道路剖面展示、造價自動計算等方面還存在一些不足，這些空白仍亟待相關軟件行業去開發和彌補。

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