BIM技術在市政道路設計中的應用

楊小彪

(中都工程設計有限公司漳州分公司，福建 漳州 363000)

在市政道路設計中將BIM技術充分利用起來，使其優勢充分發揮，有助于提高設計效率。采用這種設計方式，還可以做到設計與施工相結合，確保設計不會與施工之間產生偏差，由此加快工程進度。應用BIM技術繪制市政工程設計圖紙，所設計的圖紙能夠在施工中準確發揮指導作用，尤其是虛擬模擬軟件的應用，使得設計工作實現智能化，對各種問題能夠及時發現，并及時解決，不需要全部重復設計。此外，市政道路設計中應用BIM技術，還能夠發揮遠程技術指導作用，不需要進入現場就能夠全面了解現場情況，從施工的具體情況出發度設計圖紙不斷完善，運行模擬軟件實現就可以明確展開設計，由此加快設計效率，提高設計質量。

1 BIM技術在市政道路設計中的優勢分析

市政道路設計的過程中應用BIM技術，所具備的優勢是多方面的，主要體現為四點，即有非常強的分析模擬能力，獲得良好的協同效果，設計信息具體化，將設計效果凸顯。具體有以下幾個方面。

1.1 具有非常強的分析模擬能力

在進行政道路設計的過程中通過合理應用BIM 技術，在設計階段就可以根據實際需要應用模擬軟件，當啟動軟件之后，按照各項指令進行操作，對于有關工程建設情況參數輸入到模塊中，就可以將立體化圖形展示出來。由于圖形是三維呈現，而且具有透視化效果，所以，不僅能夠觀察圖形外部的情況，而且內部的細節也清晰地展示出來，還可以對圖形調整方向，按照比例放大或者縮小，這樣可以使得設計人員對于不足之處能夠及時發現并完善，并對不當之處予以修正。在修正的過程中也不需要如二維圖形一項全面返修，只需要對錯誤之處進行修正，保證圖形整體化即可，這樣可以節省大量的時間，而且保證設計進度不會因為錯誤而受到影響，要使得整體設計需求得到保證，需要將BIM 軟件所具備的模擬功能合理運用。為避免設計圖存在問題而導致施工階段需要設計變更，設計人員對于每一個細節都要予以重視[1]。在設計中應用BIM技術，使得市政道路3D信息更加豐富，工程信息非常全面，由于數據信息完備，使市政道路設計在數據的支持下更加全面，為市政道路施工順利展開創造良好的條件。可見，BIM技術的應用中，通過發揮其模擬分析能力，使市政道路設計能夠滿施工要求。

1.2 獲得良好的協同效果

當前各個地區的市政道路都在擴建，不僅工程規模大，而且建設工作逐漸復雜化，也更加嚴格要求道路建設標準，對于設計有了更高的要求。從當前的市政道路設計情況來看，如果依然采用人工操作方式，不僅質量無法保證，而且不能提高效率，更無法滿足時代環境要求。

現在很多單位已經采用計算機設計軟件，但是停留在二維層面。在進行二維設計的時候，通常一名設計人員不能獨立進行，而是需要多個專業技術人員之間相互配合才能達到預期的設計效果。不同的專業技術人員合作，主要采用的方法是分圖層，對設計圖紙采用分層設色的方式，讓設計圖形看起來有很強的立體感，結合使用復制的方式，對協同設計系統加以制作，或者在設計中合理利用。但是，采用這種合作形式能夠對低層次協同予以滿足，無法實現深層次合作。在設計的時候采用二維設計方式，這種傳統方法應用于市政道路中，還需要設計交叉路口以及公交車汽車站等，分項工程各有不同，在設計的過程中會產生很多的關聯數據，如果對這些數據僅僅停留在單純的整合上，難以保證設計準確。應用BIM技術則可以解決這方面的問題，使用子模型可以保證協同合作效率更高，確保道路設計符合相關標準。

1.3 設計信息具體化

應用BIM技術的設計中，將設計圖紙用模型展示出來， 所有與道路建設相關的數據都可以展現出來， 包括幾何信息、橋梁結構安全性以及所規定的有關材料標準等，同時工程量、按照設計展開施工的質量以及施工工藝技術等信息也會呈現。 如果有問題存在，需要及時解決，應用BIM技術修改信息更加方便。

1.4 將設計效果凸顯

應用BIM技術進行市政道路設計，主要是采用構建模型的方式展示設計階段各個環節的數據信息，并將相關數據之間建立關聯性，以便需要的時候能夠及時查到數據信息，從實際需求出發對數據信息進行調整。

在查找信息的過程中，不需要對數據反復輸入，而是采用自動化操作方式對數據進行修改、保存，這樣可以保證設計的精確度，且提高設計效率。在進行市政道路設計的過程中，如果采用常用的二維設計分圖層，市政道路的立體效果以平面形態呈現，就會導致二維設計不能準確解讀，甚至出現數據丟失的問題。采用此設計方法還會對設計的精準度造成一定的影響，出現設計意圖不明確的問題。應用BIM技術，采用三維技術將模型建立起來，設計的三維數據得以有效體現，設計意圖能夠準確表達。

2 BIM技術在市政道路設計中的應用

市政道路設計中應用BIM技術，主要是進行地圖處理分析、中心線設計分析、縱斷面設計分析、橫斷面設計分析。

2.1 地圖處理分析

市政道路設計中，地圖處理是非常重要的內容，通常而言，勘測單位會基于設計要求將二維地圖或者三維地圖提供出來。將二維地圖高程點設置為“0”，在地圖旁邊使用數字標注實際高度。如果是三維地圖，標注的時候使用數字，其中的“Z”，即為高程坐標點。在處理三維地圖的時候使用BIM技術，將軟件圖層管理打開，實施冷處理操作，除了高層點以及外圖層之外，其他的選擇操作都是反向的。將曲面功能建立起來，對高程點選定之后，后續的工作就是處理所有的高程點，之后將曲面查看創建起來。

具體的操作中，將地圖高程數設置為“0”，然后分析三維地圖，通常會采用Z坐標圖塊來對高程點進行表達， 這是由于使用Z 坐標圖塊將高程點展現出來， 其標高與實際情況更加符合。在創建曲面圖標的時候，要將高程點之外的圖層進行凍結處理，之后采用反選的方法。創建曲面圖標之后，在對話框中選擇圖層和名稱，將曲面所屬類型確定下來，這個時候就可以將曲面圖標城建起來。要保證所創建的曲面圖完整， 還要將曲面屬性明確，包括圖形對象以及所有高層點，內容都要明確，以更加全面地呈現出曲面信息。

2.2 中心線設計分析

在設計市政道路的時候，繪制中心線繪制的效果如何直接關乎到道路設計整體質量。在具體的設計工作中，會受到多種因素的限制，在一定程度上影響繪制中心線的準確性。要使得繪制的中心線與預期要求相符合，需要在繪制之前對各種限制性因素充分考慮，根據有關規定擬合線位，對曲線長度合理調整，保證半徑符合要求。在應用BIM技術的時候，設計初期就要控制好中心線，在3D圖形中將中心線所在位置確定下來之后將中心線插入其中。如果要對中心線轉換，就要更具有關規定標準進行，基于3D地圖將其轉為多段線。創建路線之后，要明確其功能，然后再執行，所創建的線路要輸入到欄中。

2.3 縱斷面設計分析

市政道路設計人員將有關設計軟件充分利用起來對縱斷面進行分析，編制斷面的相關信息可以合理補充。設計人員在選擇參數的時候，要嚴格按照道路創建提示進行，將更加完善的線路確定，縱斷面要實現標準化。在這個工作環節，要在設計縱斷面的時候符合有關標準，設計人員需要對縱斷面拉坡加以改善。具體的工作重要做到以下三點。

其一，設計人員確定原有地面線文件之后，基于原地面線繪制拉坡線。為了滿足設計需求，還要積極優化拉破線，保證拉坡線與曲線設計文件之間能夠充分結合起來，確保縱斷面設計圖不會存在缺陷，維持其完整性。

其二，要最大程度地控制好設計難度，設計人員需要應用三維地形對地面線進行設計，還要結合實際情況不斷優化，并進一步改進，當中心線符合實際情況的時候就可以停止。處于這樣的環境背景下，可以自動更新地面線，降低設計的難度，以使繁瑣的設計步驟簡化。

其三，將地面線設計完成之后設計拉坡線，此時所涉及到的指標比較得多， 要合理應用，使得拉坡線得以合理設計。 在拉坡線涉及到過程中，還要結合縱斷面，對指標對比研究，發現有不符合標準之處，需要根據縱斷面布局參數命令及時修改，以做到科學修改，使得設計工作保質保量完成，各項要素符合實際。

2.4 橫斷面設計分析

在設計市政道路的過程中，影響非常重要的工作就是設計橫斷面，對于此需要高度重視。在進行橫斷面設計的時候，會涉及到很多的內容，需要重點考慮非機動車的處理、機動車的處理，以及路基的處理，以在設計路面結構層的時候保證其合理性。

設計道路橫斷面的時候應用BIM技術，可以保證提供的信息有較高的精準度，以在設計橫斷面的時候，其寬度符合規定的標準。要使得道路投入使用之后有較高的安全性，應用BIM技術可以從應用的角度出發科學布置橫斷面。設置道路各個位置的寬度數據時，需要考核區域情況，設置好節點參數，將切合實際的邏輯目標制定出來，基于此擴寬道路以及橋梁。在規劃市政道路以及設計的過程中，確保選用的構件合適，設計橫斷以及建設市政道路的時候，保證構件的合理性，才能使部件順利組建和拼接。

比如，某市政道路建設中應用Civil 3D程序設計橫斷面。將道路裝配創建起來，應用Civil 3D軟件對于各個部件的功能以及安裝的位置充分明確，對于部件的組合優化非常有利，保證道路裝配獲得良好的效果。在道路模型建立的時候，前期階段需要根據裝配指令對裝配的名稱明確[2]。

在進行豎線插入的時候，使用圓形作為豎線的標記，以保證豎線所在位置的準確，應用的過程中將其作為裝配基準線。

要使得裝配工作順利進行，可以對部件工具板進行選擇，發揮其相關的功能，保證裝配工作質量符合要求。要獲得良好的效果，對于橫斷面標準要明確，還要根據實際需要對所需要的裝配繼續添加，以保證橫斷面設計與實際情況相符合。

3 BIM技術的應用前景分析

市政道路設計中應用BIM技術，從其未來前景來看，將結合使用計算機技術和通信技術，使其功能趨于全面，道路工程設計更加完善。具體如下。

其一，應用移動終端展開設計。互聯網技術普及，移動智能終端的兼容性更強，人們要獲得所需要的信息，并不會受到時間和空間的限制，建筑設計領域，承包商會將移動設備配備給現場的工作人員，設計工作在現場就能夠進行。

其二，應用無線傳感器網絡展開設計。通過安裝監控器和傳感器，對工程所在環境的溫濕度和空氣質量實時監測。無線傳感器網絡運行的過程中，將通風信息、熱力供應信息、水資源供應信息等等匯總之后傳遞給工程師，工程師就可以從綜合角度了解建筑現狀，以此為依據將設計方案制定出來[3]。

其三，應用云計算技術展開設計。BIM技術的應用中發揮云計算技術的作用，無論是分析結構看，還是掌握資源消耗情況，應用該技術都可以處理信息并詳細分析，同時還可以實時計算，使得設計人員短時間內獲得不同的設計以及解決問題的方案，進行比較分析[4]。

其四，應用數字化現實捕技術展開設計。數字化現實捕技術的應用中，主要發揮作用的是激光，對橋梁、道路等進行掃描，早期數據就能夠獲得。展望未來，設計人員在3D空間中展開設計工作，主要采用的是沉浸式交互式方式，將設計產品的開發情況直觀呈現[5]。

其五，應用協作式項目交付方式展開設計。BIM是一種技術，未來其將被視為工作流程，不僅用于對設計方式的改變，而且對執行項目施工的方法予以改變。應用協作式項目交付方式展開設計，業主、設計人員和承包商建立合作關系，每個人都可以提出自己的觀點。

4 結 語

通過上面的研究可以明確，在市政道路設計中應用BIM技術，可以通過三維信息模型從整體的角度展開設計，而且通過其透視化效果能夠及時發現不足之處，使用模擬軟件將設計模操作，可以了解設計用于施工的中的狀況以及投入運用后的情況。應用BIM進行市政道路設計，確保設計中的各項工作更加順暢。由此可見，市政道路設計中應用BIM技術存在明顯優勢，用于地圖處理分析、中心線設計分析、縱斷面設計分析以及橫斷面設計分析。隨著BIM技術的不斷發展，在設計應用中不斷完善，該技術的應用會有更加美好的發展前景。