B I M技術在公路設計中的應用展望

劉淦

山東省路橋集團工程設計咨詢有限公司 山東 濟南 250000

引言

長期以來，公路建設是國家的基礎設施建設，許多國家都將BIM技術應用于公路建設，但BIM技術在我國的應用起步較晚，發展不成熟。而將BIM技術實際應用于公路建設具有很大的優勢和發展前景。

1 BIM技術的定義

BIM的簡稱是建筑信息模型( Building Information Model，BIM) ，是當前土木工程行業中普遍使用的技術手段，其主要提供結構設計、施工以及運維的共同信息平臺[1]。該技術在國外已得到較早的發展和應用。目前已有一些商業BIM軟件和平臺。然而，在中國，它仍處于早期發展階段，特別是在公路工程領域。BIM技術涉及的領域非常廣泛，包括可視化初步設計、參數建模、構件碰撞檢測、施工統計與分析、成本估算與分析等，可以為設計階段、施工階段、運維階段提供多種決策選擇。公路工程是一種線性結構，與建筑結構有顯著的不同，因此其空間三維特征更加突出，而公路工程涉及地質、路基、路面、隧道、橋梁等結構，涉及各種復雜的構件，如果BIM技術能夠應用于公路工程設計中，將具有重要意義。

2 公路工程 BIM 技術在我國的應用現狀

BIM技術在我國建筑、港口等點形結構中得到了廣泛的應用。在一些建設和港口項目中，BIM技術基本上可以貫穿于“建設、管理、維護、運輸”的整個生命周期過程。由于公路工程是一個龐大而復雜的系統工程，涉及的專業范圍廣泛，因此BIM技術在公路工程推廣應用中相對困難。目前，我國公路工程與單體建設、港口等項目在BIM技術的研究、應用和標準體系建設方面還存在一定的差距[2]。例如，廣連高速公路、邢汾高速公路等一批公路工程項目在建設過程中在 BIM 技術的應用方面都展開了探究，可其運用深度依然與上海中心大廈、上海國際金融中心等這類全過程BIM應用的建筑類項目存在很大的差別。

3 公路工程設計階段 BIM 應用的重要性

BIM技術的價值在于將BIM應用于建設項目規劃、設計、施工、運維的各個階段。在公路工程建設過程中，設計階段是一個關鍵階段，它不僅體現了國家或業主的施工意圖，而且還將設計方案提交施工單位進行施工[3]。設計是施工的前提。設計的科學性和合理性在整個項目中起著決定性的作用。交通部還將設計階段作為推廣BIM技術的第一階段任務：提高公路設計水平，提高公路建設管理水平，推進公路養護管理信息化三個階段進行。可以看出，BIM技術在設計行業的推廣應用是BIM技術在我國公路工程建設全過程應用的一個重大突破。

4 BIM 技術在公路設計中應用推廣的優勢

對于整個公路工程來說，前期準備工作是非常重要的。在公路工程設計中，公路工程設計的合理性和可行性將影響整個工程建設的質量。在此基礎上，分析了BIM技術在公路設計中的優勢，使我們對BIM技術有了更全面的了解。詳情如下：

4.1 對工程數據的計算相對準確

利用BIM技術，可以完整的描述項目對象的工程信息、幾何三維信息和拓撲關系，使后續的研究和實驗能夠滿足實際情況。通過這些信息，我們可以模擬分析項目開發過程中可能出現的問題，然后采取相應的措施規避風險，減少不必要的損失。例如土方計算，BIM技術是復雜體積算法的選擇，可以快速完成原地線與設計線之間的土方計算。此外，還可以使用軟件自動生成土方布圖，使數據更清晰、更系統。在圖表中，建設者能夠很清晰地看到填土方的填挖距離，這樣更方便地明確土坑的位置和垃圾場的位置。

4.2 實現多角度的可視化

BIM技術可以在整個模型的基礎上，對事物的運作進行可視化，可以通過多角度的可視化，來實現多角度視覺操作的模型，大大減少公路設計過程的錯誤[4]。因此，它具有一定的實用價值，能夠真實地反映真實項目的實際情況，可以用來模擬項目，進行相應的實驗調整，并有效地優化未來項目。

4.3 多領域協同作業

與傳統的拉拔技術不同，BIM克服了以往公路設計中各個環節分離的問題。它使每個項目參與者能夠在同一個平臺下進行交互和協作。從而有效地實現了各專業之間的資源配置，提高了各部門之間的溝通能力。

4.4 信息化管理和優化

利用BIM技術可以很容易地進行管理和優化，如在設計階段檢查各種設計構件的故障和碰撞，使設計方案能夠合理地執行，減少施工操作難度，使BIM模型的修改變得簡單高效。在施工過程中，如果發現地質、地形條件與設計不符，施工方案的改進和調整就變得簡單。不需要人為改變所有的設計圖紙，只需要在BIM三維模型中進行調整和改進。在運行過程中，可以利用設計改進和交通仿真分析改進效果，為實際運行加固和優化改進提供直接決策。

5 結束語

總之，隨著經濟的不斷發展，公路行業的競爭也發生了變化。這對公路部門和相關建筑企業提出了更高的要求。目前，國家大力推進BIM技術的推廣，許多政府部門和行業積極響應，加入了BIM技術的行列。這使得BIM技術在公路設計中的應用不斷發展和完善。我們只有不斷創新設計理念，竭盡全力克服一切困難，培養一批優秀的技術人才，才能使未來的BIM技術實現質的飛躍。