論BIM技術在市政道路設計中的應用

蘇交科集團股份有限公司 / 郭濤

所謂BIM技術，就是通過建筑信息化三維模型的建立，通過模型展示相對完善的建筑信息讓相關的技術人員可以通過模型來了解建筑。目前，BIM技術得到了廣泛應用，其本身能夠幫助市政道路設計有效地提高設計效率，從而推動市政道路工程的可持續發展，以此來推動城市經濟的持續增長。

一、市政道路設計中BIM技術的應用優勢

（一）分析模擬能力較強

在市政道路設計之中利用BIM技術，其能夠將設計階段的工程建設效果直觀地展現處理，從而讓設計人員能夠對其中存在的問題加以分析，并且針對問題提出完善的設計方案。所以，要確保整個設計的需求，就需要展現出BIM技術本身的模擬分析能力。為了避免因設計圖中存在問題和漏洞而造成建設過程中的返工，設計人員在最初階段就需要注重設計細節。在出現BIM技術之后，就能夠應用到市政道路設計中去，就可以實現市政道路3D信息、工程信息等豐富，以便為后續的建設提供數據支撐，確保建設施工能夠有效地開展下去。同時，BIM技術也能夠強化模擬分析能力，真正幫助市政道路完善其設計工作，以便滿足實際的施工需求。

（二）凸顯設計效果

BIM技術在市場道路設計之中的應用，主要是利用建模形式來展示設計階段每一個步驟的基本數據，能夠針對數據實現關聯。數據在關聯之后有利于后續的查找，并且基于實際的需求進行針對性的調整。信息查找過程中，也不需要反復輸入，自動化修改并且保存相應的數據，這樣也可以提升設計的效率和精確度。在此前的具體的設計環節，二維設計技術的使用，僅僅依靠二維平面形態來展現三維空間，最終就會丟失三維數據，其設計也會對設計的精確性造成影響，導致設計意圖的解讀出現差錯。BIM技術的應用，通過三維建模，就可以將市政道路設計的三維數據真正地展現出來，并且也能夠將設計意圖完美的呈現出來。

（三）協同效果較好

在市政道路擴建之后，其建設越來越復雜，并且道路的建設標準也變得更加地嚴格，導致道路設計難度也在進一步加大。市政道路設計無法完全依靠設計人員來獨立完成，需要多個甚至一個團隊的專業的技術人員協調配合，才可以確保其設計效果達到預期的要求。針對二維設計分析，不同專業人員僅僅需要分圖層和復制，從而針對其制作或者是利用協同設計系統來進行合作。但是這樣的合作方式只能夠滿足低層次的協同合作，無法滿足各個專業之間的深層次合作。如果在設計之中依舊選擇傳統的二維設計，就需要設計交叉口、公交車站等，對于分項工程設計，因為有諸多關聯數據的存在，單純的進行整合，就可能會出現設計的差錯。在BIM技術應用的時候，基于子模型來開展協同模式的高效合作，就可以確保道路的設計能夠滿足預期的設計標準。

二、BIM技術在市政道路設計中的實際應用

在市政道路設計之中BIM技術的具體應用，選擇南京市馬高路北延工程設計項目：項目位于“長三角一體化先導區、寧鎮揚同城化核心區”的南京紫東片區，道路規劃為城市主干路等級，設計速度50km/h，標準段紅線寬度40m（寧滬高速以北）和45m（寧滬高速以南）；路線南起寧杭公路與現狀馬高路交叉口，線位沿寧芝路往北布設，先后與白鵝山路、獅麟路、美芝嘉路、獅子壩路相交，下穿滬寧高速后路線繼續向北，終點接金馬路與石獅路交叉口；規劃全長1641.015m。為了對于本工程的設計有一個清晰的認識，從而選擇BIM技術的合理使用。

（一）場地建模和分析

場地建模與分析作為BIM應用的主要方面，其包含的內容如下：第一，現狀場地建模。針對工程現場的地表和地物都需要進行對應的建模分析，確保與道路設計模型相互匹配，可以做好對應的土石方工程量的計算，從而評估拆遷工程量。第二，規劃路網建模。基于路網建模的規劃，也可以將擬建工程與已有的路網聯系的緊密度呈現出來。第三，三維地質建模。三維地質建模可以將工程的基本地質情況展現出來，并且各結合地質勘察報告，分析并評價現場的建設環境。

（二）地形處理中的應用

地形處理作為市政道路設計之中的基礎。在本工程之中應用BIM技術，通過地形數據資料，就可以實現數字地面模型的建立健全。在實際的區域之中，通過本項目來采集對應的數據信息，就可以形成對應的三維地形圖，然后利用Open Bridge Modeler等相應的軟件，就可以針對所在區域的具體標高數據、等高線數據、構筑物數據等，從而轉換其相對應的格式，這樣就可以滿足三維曲面的建立健全。并且通過可視化工具的使用，直觀地針對市政道路所在區域的控制因素和地形地貌等進行實施的查看。由此，在市政道路設計的初期階段，就可以系統地分析設計的重難點，以便在設計之中能夠集中地進行解決，最終提升市政道路設計的效率。

（三）在道路設計中的應用

在本工程的道路設計中，BIM技術能夠直接在多個環節之中加以應用。在實際應用環節，這幾個方面的設計內容是相互制約、嵌套的。這樣可以確保交互設計之中的數據互通，利用分享內容對應的集中化控制處理，滿足均衡狀態的實際需求，并且形成對應的設計道路模型。

在具體的設計階段，對于道路模型相互關聯的設計實體，其主要包含了路基模板、數字地面模型實體、縱斷面拉坡圖實體、邊坡模板等。而實體之間相互的嵌套關系，其主要表現在：第一，路中線實體和縱斷面實體之間存在一定的關聯度；第二，數字地面模型實體和路中線實體之間存在關聯度；第三，路中線實體和縱斷面實體之間存在關聯度。

基于BIM技術，實現對于地形數據的后期運用，并且其相對應的數據又能夠實現縱斷面設計實體的合理反饋。如此，就可以提供理論性的指導，同時也能夠滿足數據方面的支持。同時，還能夠針對市政道路監控其重點路段橫斷面相對應的戴帽情況。但是如果其本身的具體情況和設計標準之間差異性較大，那么就需要做好針對性的修改。如果與實際標準之間的差距偏小，則可以選擇通過縱斷面實體的修改來滿足要求。通過BIM技術的應用，可以針對監測斷面的實際情況進行實時更新，以此來獲取每一個斷面戴帽的情況，在發現問題之后就可以及時地處理，以此來降低后期的修改次數，提升設計效果。針對各個實體之間的相互關系，具體如圖1所示。

圖1 各實體間關系圖

在BIM模型使用之后，就可以與項目的平面設計圖、橫斷面設計圖、擋土墻設計圖等自動出圖相互匹配起來。在出圖之后，若需要修改其中的一部分參數和指標，那針對參數進行對應的調整即可；不需要進行其余數據的修改，在修改完成之后，市政道路設計模型也能夠自動的完成更新，最終在滿足設計智能化的同時，也能夠實現設計效率的提升。

（四）地下管線綜合設計中的應用

在市政道路下方會有大量給排水管線、照明電纜、熱力管線、電力管線等埋設。為了避免在南京市馬高路北延工程建設過程之中對于地下管線造成破壞，在施工范圍內，就要求各個專業可以針對工程管線的平面位置、豎向高程等做好對應的協調處理。在應用BIM技術之后，就可以滿足三維可視化模擬的實際需求。所以，直接考慮到通過Magi CAD軟件的建模處理，在實際劃分中，按照對應管線的施工圖紙進行分析處理。在建模環節，要求能夠按照“從上到下、大管讓小管”的基本建模順序，從而降低改建與調整管道的難度。在完成建模之后，需要做好對應的檢查碰撞檢查，并且按照檢查的實際結構，從而確定管線是否需要進行下一步的調整。

在開展預留與預埋設計的時候，BIM技術能夠精確地定位預留孔洞具體位置，并且按照設計、分析、模擬等基本的設計思路，動態化地表述實際工程狀況，這樣就可以基于多專業角度來合理地開展設計，在BIM軟件之中，通過具體分解結果的模擬，就可以有效地解決問題，以此來提高設計效果，盡可能縮短設計的時間，從而為動工建設留下充足的時間。針對地下綜合管線合計之中BIM技術的具體應用如圖2所示。

圖2 地下綜合管線設計中的應用

三、結語

總而言之，伴隨著城市化進程的持續推進，相對應地也會增加其建設規模和實際的數量，這樣使得市政道路設計難度也在進一步提高。所以，為了滿足市政道路設計質量與效果的保障要求，BIM技術的應用，就能夠取得顯著的效果。