探究BIM技術在公路設計中的應用

任菲菲

山西通暢工程勘察設計咨詢有限公司 山西太原 030006

1 BIM技術的特點及其優勢

BIM技術是一項以建筑數據為基礎，利用計算機平臺搭建建筑模型的數字化仿真技術[1]。該項技術的應用首先需要對目標對象進行各項參數的識別，然后結合目標模擬對象的特點進行信息處理，最終通過計算機平臺展示所搭建的模型。BIM技術之所以得到廣泛地應用與推廣，其根本原因在于具有強大的信息采集與處理功能，并且可以為工作人員提供各階段結構模型的動態演示和分析功能，大大提升設計方案準確性[2]。與傳統建模相比較，BIM技術具有以下優勢：一、模型參數化。當模型中某一參數發生變化時，其他各相關部分的參數會自動更新。二、結構可視化。應用BIM技術對目標對象進行三維立體化模擬可以完整展現出模擬對象的基本特征以及細節特征。三、效益最大化。通過BIM技術可以對多個施工方案進行比較，從而選擇最具性價比的道路施工方案，有效節約施工成本。

2 BIM技術在公路設計中的應用分析

2.1 BIM參數化建模

BIM技術以其強大的優勢被廣泛應用于公路設計工程中。三維模型設計是BIM技術應用的基礎，一個完整的公路工程設計施工計劃所涉及的流程十分復雜、使用的物料數量眾多，為保證整個工程的順利開展，應用BIM技術建立工程模型可以有效提高工程建設效率，節約建造成本。在項目設計階段利用BIM技術實現對建設工程的建模處理主要涉及以下幾個方面：

（1）地形圖處理。在公路工程中，施工道路的地形圖通常有兩種形式：一是三維地形。這種地形圖的特點是圖形中所標注的高程點標高即為實際高程。二是二維地形。這種地形圖的特點是圖形中高程點的實際高程為零，具體高程要標注在高程點旁邊。在實際工作中，工作人員首先打開圖層管理器，將除高層點以外的全部圖層進行反向選取并凍結，然后點擊“創建曲面命令”選取操作對象并點擊確定按鈕，接下來找到軟件中的“曲面圖形菜單”點擊工具欄，在圖形對象上點擊右鍵選擇“添加”并在彈出的對話框中選擇“塊”點擊確定，最后選取所有圖形中的高程點，按回車鍵，至此，曲面創建完成。制作完成后，工作人員可以利用查看器來觀察當前所創建的圖形。

（2）道路中心線設計。中心線是道路設計的基本要素。在結合具體建設要求設計道路時，首先要保證中心線設計合理。工作人員應該利用BIM技術將規劃確定的線位進行擬合，并按照工程設計具體規范，適當調整道路設計中心線的曲線半徑、長度以及其他基本要素。在實際工作中，工作人員將已經確定好的中心線插入到地形圖中，然后將插入地形圖中的中心線轉換為多段線，接下來點擊路線菜單下的對應選項選取目標中心線并在軟件鎖彈出的對話框中輸入當前路線名稱、選擇路線樣式以及路線標簽，輸入完成后單擊確定按鈕，至此便完成中心線的基本設計。

（3）道路縱斷面設計。當前，我國道路工程建設項目在設計道路縱斷面時，通常會選擇應用到BIM技術中的縱斷面設計功能。該項功能實現的基本流程大致為：“編制-生成原地面線-繪制-拉坡線”。在繪制拉坡線過程中，需要結合具體要求，適當調整曲線的參數，當滿足所有設計要求后，將其存儲為豎曲線文件。設計人員在相應的設計軟件中調用原地面線文件、豎曲線文件，最終生成符合設計要求的道路縱斷面設計圖。目前，在公路設計時，應用Civil3D程序可以簡化設計步驟，因為在該軟件的菜單中點擊“從曲面創建縱斷面”命令便可以直接生成地面線，并且當設計人員對中心線進行相應修改后，地面線的相關參數會自動更新，大大節約設計成本[3]。

（4）道路橫斷面設計。在Civil3D程序下進行道路橫斷面的設計，同樣也體現出動態關聯特性，當其他設計要素發生變化后，道路橫斷面也會產生相應的變化，進而保證道路模型可以實時更新。應用Civil3D進行道路橫斷面設計，具體操作流程如下：

圖1 道路橫斷面設計流程圖

2.2 BIM技術在工程量統計及方案選擇方面的應用

通過應用BIM技術，工作人員可以結合當前施工路段的具體地質情況以及施工要求對工程量進行合理估算。公路工程的整個施工流程涉及數量眾多的施工要素，比如挖方量、路基填方量、施工護欄數量、排水工程總量等等，這些是道路施工必然涉及的內容，同時這些工程建筑材料的采購與使用直接影響公路項目的總體成本支出，所以應用BIM技術對各個施工工程量進行預估可以幫助相關工作人員對施工概況進行整體把控，進而合理調控資金支出，優化施工方案。

2.3 BIM技術在工程管理信息化方面的作用

在公路工程領域中，應用BIM技術有利于實現公路工程設計信息化管理。例如在實際施工之前工作人員可以利用BIM技術對公路設計方案進行調試和檢測，避免公路設計方案存在漏洞與不足。另外，當公路工程開始施工之后如果現場施工人員發現公路實際施工情況與設計方案并不相符，可以在系統中及時修改公路設計方案。與傳統人工設計圖紙方案修改方式相比，應用BIM模型修改公路方案，在某一環節修改相關參數時，該模型中其他部分也會隨之改變，極大節約人力設計成本，提高設計效率。并且，在全運營階段，工作人員通過BIM技術可以借助于計算機平臺對各項信息進行高效管理，優化資源配置，實現工程管理信息化。

3 結語

綜上所述，BIM技術已經在公路工程領域得到廣泛應用與推廣,因為BIM技術的合理應用可以為工作人員提供三維立體化參考模型,為決策者提供決策參考依據。可以說，BIM技術大大節約公路工程設計成本，有利于工程管理的信息化發展。由此可見，BIM技術在公路工程設計中具有廣泛的應用前景。