BIM技術在市政道路設計優化的應用研究

張曉恒

（上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司天津分公司，天津 300450）

BIM技術最初被提出是在20世紀70年代，但是當時BIM的提出并沒有受到人們的關注，應用程度不高。在20世紀90年代，科學技術水平在不斷提升，人們對建筑質量的要求也越來越高，隨之社會開始對BIM在建筑領域的應用更為重視，并逐漸開始擴大應用領域，且均發揮了積極的作用。在初期階段，BIM是指建筑信息建模，而后隨著科技的發展，BIM技術開始向工廠信息技術延伸，具有智能化、數字化的信息仿真模擬系統，實現了三維數字化的理念。與此同時，BIM技術也具有可視化、模擬性、協調性、優化型的優勢，開始在建筑以及設計領域大放異彩。BIM技術在市政道路設計中的應用，解決了道路設計過程中存在的種種問題，不僅提升了工作效率，且企業的收益也由此得以提升。

1 BIM技術優勢

1.1 具有很高的可視化程度

在市政道路施工設計中，BIM技術的應用，能夠促使道路工程設計實現多樣化以及可視化。也就是說，BIM技術能夠轉化二維設計為三維設計模式，從而形象化、立體化的展示設計的畫面。傳統市政道路施工設計時，設計方案都是通過圖紙進行展示，但是圖紙卻無法有效體現設計的理念以及設計特點，無法達到理想的效果。利用BIM技術就能夠有效串聯市政道路工程設計過程中的各個環節，從而保證各個結構都能維持穩定，實現市政道路施工設計整體化以及可視化。

1.2 具有較強的模擬性

BIM技術在與現代化數字模擬仿真系統相結合使用后，能夠促使道路工程設計的操作以及模擬工作更為真實，并直觀地顯示出設計結構。例如，BIM技術在道路工程設計中的應用，就能夠將街道以及街道周邊的綠化、紅綠燈等城市家具顯示出來，從而實現全真模擬。市政道路模擬效果如圖1所示。

圖1 市政道路模擬效果

1.3 具有一定的優化性

BIM技術具有較高的技術含量，能夠對施工項目進程進行優化。市政道路施工過程中，為保證工程能夠順利完工，就需要對施工過程中的設計環節、施工環節以及管理環節進行優化。BIM技術的應用，能夠利用相關信息資料將模型建立起來，從而有效顯示出路面的真實情況。但是在傳統的設計中卻無法實現，如此龐大的系統，在運營以及維護上需要有高科技進行支持，且大型設備超出了普通員工正常的工作額度。面對此問題，BIM技術能夠很好地對其進行優化，面對工程量大以及技術含量高的工程，BIM技術能夠很好地勝任，在整個工程建設過程中起到十分重要的作用，BIM優化方案對比見圖2。

圖2 BIM優化方案對比

1.4 具有很好的協調性特點

在市政道路施工中，需要多個部門之間進行友好協調，例如，設計單位以及業主、施工單位三者之間就需要做好溝通交流，從而對市政道路工程的各項工作以及責任進行劃分，更好地完成自身的工作。其中，設計以及施工單位從自身角度而言，對工作都有一定要求，由此，在施工過程中就會有很對細節問題存在歧義。傳統的市政工程設計施工中，如果設計單位與施工單位之間存在不同的意見，就會嚴重阻礙施工單位的施工進度，增加施工成本，降低企業的經濟效益。在此過程中應用BIM技術就能夠有效解決這一問題，BIM技術能夠全程模擬市政道路施工的整個過程，并及時找出其中可能出現的問題，保證在施工前就將施工單位、業主以及設計單位之間的問題解決，制定有效的解決方案，從而保證三者之間能夠達成共識，在方案確定后，工程施工就能夠順利地實施，不僅能夠降低工程施工成本，企業的經濟效益也會有所提升[1]。

2 市政道路設計中BIM應用存在的問題

2.1 本地化程度不高

我國現階段使用的BIM軟件，多借鑒了歐美等國家的樣例，我國BIM技術的應用時間較短，還沒有形成規范的圖集，且當前我國開發的BIM技術較為簡單，用戶體驗較差，缺乏統一的標準，大多數情況都是依靠工作人員的經驗完成工作[2]。

2.2 行業沒有給予足夠的重視

當前階段，我國國內BIM 技術的應用較為廣泛，且受到了大眾的普遍關注。但是，多數應用者對BIM的認識僅局限在REVIT系列建筑類設計軟件，BIM在基礎設施中的應用很少被提及，這與同款軟件本地化程度應用欠缺存在一定必然聯系，同時也會受到同行業重視程度以及開放程度的影響[3]。

3 市政道路工程施工中BIM技術的應用

3.1 處理地形圖

設計市政道路工程過程中，重點需要做好勘探工作，從而保證工程施工能夠順利進行。在勘探過程中，一般設計單位會使用二維或者三維地形圖進行參考，二維地形圖需要將真實高程設置為0，而后利用數字顯示地形的高度。三維地形圖在顯示實際地形高程時主要利用標注高程點方式。在三維地形圖中，采用Z坐標土塊顯示高層點，也就是說，在創建曲面時，需要采用標注高程點方式。在標注過程中，首先，需要將圖層管理器打開，反向選擇除高程點以外的其他圖層，選擇后進行凍結；而后，打開創建曲面工具，選擇合適的名稱、圖層以及曲面工具，點擊曲面樹形菜單，在定義工具框中選擇“塊”選項；最后，利用框選的形式對高程點進行標注[4]。

3.2 設計道路縱斷面

應用BIM技術能夠有效設計道路縱斷面，在設計過程中，首先需要打開軟件，制定好原地面線文件，將原地面線做出來，而后在此基礎上將拉坡線制定出來。拉坡線設計時，為有效提升設計水平，就需要有效優化以及挑戰設計工作。首先，可以將與拉坡線有關的文件進行儲存，放置在豎曲線設計文件中，同時與原地面線以及其他資料結合查看，更好地繪制出縱斷面設計圖[5]。

3.3 設計市政道路橫斷面

橫斷面設計在道路工程設計中較為重要，在設計時，需要采用多種輔助部件。首先，需要創建道路橫斷面，并重新命名，而后將帶有圓形標記的豎線插入到任意區域，此條豎線就是裝配圖的基準線。完成上述操作后，就需要根據道路橫斷面設計圖以及實際工程需要加入其他的裝配圖。

3.4 繪制道路中心線

設計市政道路施工時，最為重要的步驟就是繪制道路中心線。在繪制過程中，需要綜合考慮多種因素，從而促使道路中心線設計能力得到有效提升。在實際繪制時，首先需要規劃好道路的整體情況，從而保證中心線能夠準確地插入已經繪制完成的三維地形圖中。而后，需要轉移中心線，使其能夠在三維地形圖中轉化為多段線。以上繪制工作完成后，需要選中道路中心線，并在對話框中將線路的名稱輸入進去，中心線的繪制工作才算完成。最后，將所有設計信息、結構形式與周邊環境進行整合，完成最終的設計方案，如圖3所示。

圖3 市政道路BIM設計效果圖

4 結語

綜合分析可知，在市政道路設計中應用BIM技術，有效替代了傳統二維設計，對于市政道路設計優化有一定積極意義，在提升工程質量的同時，也規避了重新設計造成的損失，市政道路設計的科學性以及合理性更高。文章針對BIM的優勢、應用問題以及具體應用進行詳述，希望為BIM技術在市政道路設計中的應用提供具有價值的參考，進而全面提升工程的總體質量，提高經濟效益，打造大眾信賴的市政工程。