論BIM技術在市政道路設計中的有效應用

史玉保 王加練

（云南省城鄉規劃設計研究院，云南昆明 650228）

在城市化建設進程之中，建設市政道路的復雜性日益增大，不僅需要對方案的可行性加以考慮，同時要考慮經濟效益。BIM技術引入市政道路設計，可以滿足市政道路優化設計的需求，在設計方面盡可能減少錯誤，提升建設方案的合理性。BIM技術擁有可視化、協同設計與模擬性等優勢，通過建立模型可以滿足信息的集成與模型共享要求，最終促成市政道路設計科學性的全面提升。

1.BIM技術在市政道路設計中應用的優勢

1.1 協同效果較好

市政道路工程建設復雜性在不斷提高，道路建設標也準越來越嚴格，使得道路設計難度進一步加大。目前，設計市政道路時不能完全依賴人員單獨完成，離不開專業人員的配合、支持，這樣才能夠確保設計市政道路的效果達到預期。基于以往的二維設計，不同專業的人員依靠分圖層與復制來精心制作，或是在協同設計系統平臺合作。這種合作模式受到層次較低的協同合作的限制，無法滿足各個專業深層次的合作。在設計環節使用傳統二維設計，需要落實交叉口設計、公交車站設計等工作，基于不同分項工程的一系列關聯設計數據，單純整合又容易出現錯誤。對BIM技術的有效應用就可以通過模型來實現高效的協同合作，保證道路設計與預期標準和要求相符[1]。

1.2 凸顯設計效果

使用BIM技術設計市政道路，利用建模的辦法可以將每一個設計步驟展示出來，能夠針對相關數據加以關聯。數據在關聯之后也方便查找，然后基于實際的需求做出調整。查找信息時也無需反復輸入，可以自動地修改數據和保存數據，促進設計效率與精確度的提高。市政道路設計中，如果采用傳統的二維設計手段，僅僅依靠二維平面來呈現三維空間，就可能導致三維數據的丟失。這樣的設計手段可能會對設計精準性帶來影響，導致解讀時出現錯誤。通過BIM技術的應用進行三維建模，就能夠體現出三維數據，進而確保準確地表達設計意圖。

2.BIM技術在市政道路設計中的應用

2.1 地形處理

在市政道路設計中，地形處理作為基礎，使用BIM技術后全部內容都基于地形數據資料進行數字地面模型的構建。通過對市政道路工程相關地形數據的全面使用，完成三維地形圖的構建，然后利用Geo Station、Open Bridge Modeler等軟件，就能夠實現構筑物數據、標高數據、等高線數據等對應的格式轉換，據此構建相應的地形三維曲面。之后利用三維可視化工具，可以實現對地形地貌、控制因素等的實時查看。另外，在市政道路設計初期階段，借助BIM技術系統地分析設計重難點，并在設計之中解決，以此來提升市政道路設計效率。

傳統的二維地形圖高程點一般都通過0進行設置，實際的高度則通過數字在地形圖旁邊標注。但是對于三維地形圖而言，就會通過明確的數字來進行對應的標注，利用Z標識實現高程坐標點的表示。通過BIM技術的合理使用，在具體的三維地形圖處理之后，其步驟如下：首先，將軟件圖層管理打開，進行冷處理與除開高層點、外圖層的反向選擇操作。其次，做好曲面功能創建，然后設定好高程點。最后，針對全部的高程點進行對應的處理，通過創建曲面來進行對應的分析與查看。

2.2 道路設計

將BIM技術應用于道路設計，主要是針對道路平面、縱斷面與橫斷面等，在實際應用中這幾個方面設計內容相互嵌套與制約，可以確保都交互設計數據的共通，滿足分項內容的集中控制要求，從而滿足均衡狀態之后應用路基、邊坡模板形成設計道路模型的要求。在具體的設計中，主要包含了數字地面模型實體、縱斷面拉坡面實體、路中線實體、邊坡模板等。在實體之間的嵌套關系主要是包含了縱斷面實體與路中線實體關聯、路中線實體和數字地面模型實體關聯、道路模型和所有實體關聯[2]。

在設計市政道路時使用BIM技術手段，可以獲取對應的地形數據，這樣也可以通過數據反饋設計縱斷面的實體，為縱斷面設計提供可靠的理論指導、數據支撐。與此同時，注意監控市政道路的重點路段的橫斷面戴帽現狀，一旦發現與設計標準不匹配，就要求進行適當的修改。如果與實際標準差異較小，就可以通過縱斷面實體的修改，達到相同的目的。使用了BIM技術，就能夠實時更新斷面監測，以此來獲取斷面戴帽情況，發現問題的時候及時處理，減少后期修改次數，實現設計效果的提升。分析BIM技術的使用和道路設計實體之間的關系，具體如圖1所示。

圖1 BIM技術應用與各實體之間的關系圖

2.3 地下管線綜合設計

在市政道路下方往往存在電力管線、照明電纜、熱力管線、燃氣管線等，為了避免地下管線受到破壞，在施工范圍內各個專業都要求做好管線豎向高程以及平面位置等對應的協調處理。使用BIM技術則能針對地下管線的分布進行三維可視化模擬，掌握實際情況。利用Magi CAD軟件完成地下管線建模操作，再與不同管線對應的施工圖紙結合，形成合理的規劃；在具體建模中基于基本的“大管讓小管，自上而下”順序，降低管道改建與調整的難度；在建模完成之后做好對應的交叉碰撞檢查，基于實際的檢查結果合理調整管線[3]。

在道路預留預埋設計中，基于BIM技術落實對預留孔洞具體位置的精準定位，按照設計、模擬、分析的基本思路實現動態化的施工情況表達。同時基于多專業進行隔離設計，在BIM軟件之中就可以實現具體分解結果的模擬，然后有針對性地解決，以此來提升設計效果，縮短設計時間，最終留下充裕時間進行工程建設施工。針對地下綜合管線設計中BIM的應用。

2.4 道路中心線繪制

針對市政道路設計而言，對于道路中心線繪制的整體效果和道路設計的整體效果之間還存在一定的關聯性。但是在具體的設計環節，因為各種因素的因素，就可能會在一定程度上直接影響到中心線繪制的準確性。為了能夠保障繪制中心線與預期的要求能夠相互地匹配起來，在實際的繪制之前，就需要針對其限制性的因素問題加以分析，并且按照相應的規定要求，能夠針對線位進行擬合處理，能夠針對其相關的半徑、曲線長度等因素做出科學的調整、控制。通過BIM技術具體的分析與應用中，在設計的初期階段就能夠控制中心線，這樣才能夠在3D圖形之中將中心線的位置明確，然后插入中心線。如果需要進行中心線的更換，還需要結合實際的規定標準，直接將3D地形圖作為基礎，從而將中心線直接轉化成為多段線。針對路線的創建，就可以通過對應功能的尋找，然后再將其執行下去，最終在輸入欄將需要創建的線路都輸入進去，匹配市政道路的設計要求。

3.結語

城市化建設進程正在持續加快，市政道路建設數量、施工規模等日益提升，使得市政道路設計難度進一步提升。為了滿足市政道路設計效果與質量的全面提升，BIM技術的應用效果是非常明顯的，助推市政道路設計事業的穩健發展。