探討BIM 技術在市政路橋設計中的應用

趙銀柱

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

市政路橋設計的好壞評價標準之一就是該路橋是否最大程度上為人們日常生產、生活提供了便利和安全保障，因為這涉及人們最關心也是最重要的需求。將市政路橋的設計工作與城市整體建設工作有機整合為一個整體，使得先進的市政路橋設計與其他城市功能相輔相成，真正落實為人民的生活提供便利的服務工作，展現優秀先進市政路橋設計優勢，樹立先進的城市文化形象。

隨著互聯網的發展，信息化技術為制造業的發展帶來了巨大的優勢。在以往的發展過程中，信息技術與制造技術的革新已成為一個重要課題。BIM 是一種廣泛應用于設計過程的數字技術，BIM 技術逐步實現了路橋工程從平面到三維的轉換。利用數字技術建立了實用的三維建模信息數據庫，將工程施工所需的數據輸入數據庫，空間到平面的三維顯示得以實現。BIM 技術的合理運用，能有效地縮短整個工程的運行周期，降低投資，提高工程建設的質量，BIM 技術在市政路橋設計中的應用效果如圖1 所示。

圖1 BIM 技術在市政路橋設計中的應用效果

1 市政路橋設計理念現狀分析

（1）從微觀角度來看，城市設計工作必須充分滿足人們日常生活和車輛出行的安全要求，市政路橋設計是解決日常出行的交通安全、堵塞問題，解決交通設施的合理排列放置問題，解決頻發特殊天氣情況下靈活應對問題等。

（2）從宏觀角度來看，市政路橋設計的最大價值是保證整個城市交通高效順暢，避免路橋關鍵節點的頻繁多發意外交通堵塞等問題。隨著城鎮化進程的加快，農村人口大量涌入城市，這也就導致城市增加了大量的交通流量，現有的市政路橋系統無法應對超負荷的流量，矛盾逐漸激烈。對于此種情況，相關路橋設計人員需要與時俱進，針對城市人口量、車流量、不同時間點的車流量規律來實施多種合理車輛分流方案，完善各種交通設施，增加配備的相應交通輔助人員，積極做好居民出行工作，運用多種辦法來解決市政路橋出現的種種問題[1]。

（3）總體來看，市政路橋設計和設計工作不僅僅是一個獨立的系統，它需要與城市規劃工作相融合相統一。市政路橋設計效果如圖2 所示。

圖2 市政路橋設計效果

2 BIM 技術概述

在市政路橋設計的過程當中，需要對規范條文進行結構化表達，要熟悉BIM 模型的深度需求。BIM 技術的數據庫構建和模型準備的相關方法，對于城市信息模型的發展和建造來說具有很好的積極作用，通過對BIM 技術的路橋設計相關工作進行完善和改進，對于我國的城市建設工作來說具有重要的推動作用。通過對BIM 技術進行分析可以發現，信息數據始終貫穿在BIM 的技術領域當中，無論任何情況下，信息數據都是BIM 技術的核心所在。我國城市建設工作在不斷的發展，路橋信息的模型也在不斷的改進和完善。BIM 技術投入信息化路橋設計當中，能夠為我國的城市建設帶來很大程度的幫助，BIM 技術的主要優勢在于能夠在項目全生命周期當中，對于路橋信息進行利用，并可以對其作出相應的管理工作，從而讓路橋項目能夠始終保持在最佳狀態，避免出現安全事故等問題，除此之外，通過BIM 技術對路橋設計進行信息化所得到的相關數據，能夠為后續的城市建設工作提供數據基礎，在實際應用工作過程當中，BIM 能夠將路橋行業諸多環節充分的聯系起來，并使各個環節工作協調互利。通過對不同環節進行數據收集和分析，應用到BIM 信息化路橋設計當中，能夠有效的是這些環節所提供的數據在路橋全生命周期當中得到高效的應用。借助BIM 技術能夠建造一個可靠的共享信息模型，這種共享信息模型的作用主要在于使各環節之間的數據和信息不會發生交集，從而導致數據變得錯綜復雜，也可以有效地提升這些數據的信息安全性，避免數據流失帶來安全問題。而BIM 技術當中的信息是否能夠滿足設計的規范以及城市路橋模型是否符合全面性規范性以及簡潔性，還需要在路橋設計工作完成之前來對BIM 模型進行準備[2]。

3 BIM 技術在路橋設計中應用的優點

BIM 技術在工程建設中發揮著重要作用。BIM 技術在實際應用中有如下優勢。

（1）優化了三維渲染技術對路橋管理的影響。在道路橋梁設計中，傳統的平面施工圖或設計方案通常都有一些缺陷，這使得人們很難直觀地感受到施工的重點工作和難以處理的地方。借助BIM 技術，利用3D 渲染技術，將平面設計方案轉換成三維圖形，便于人們觀察和分析平面設計方案。同時，也便于施工工藝的完善。

（2）數據的快速、高效處理。路橋工程是一個綜合的、復雜的體系。在建設項目中，會呈現更多的信息，這些信息將直接反映在道路和橋梁的建設過程中。但長期以來，這些數據的利用率很低，難以充分反映工程建設的實際情況。在BIM 技術的基礎上，能夠對路橋數據進行全面的收集與計算，為設計過程中的關鍵環節提供了重要的依據。

（3）優化工程建設的資源配置，提高工程建設的效益。BIM 技術在路橋設計中的運用，可以使資源更合理、更科學地配置。通過對BIM 技術的應用，它可以控制設計中的各種資源和進度，并提前準備和管理相關材料和機械設備，以達到優化的目的，能夠很好地控制資源的利用率，提高整個項目的持續時間和工作效率。

（4）BIM 技術在工程建設中的運用，能有效地促進工程建設中有關信息的傳遞，方便快捷地收集有關資料（包括風險管理、經濟管理）。通過對信息的集中處理，可以使工程的分析與管理達到數字化，從而有效地提升工程的工作效率[3]。

4 BIM 技術用于路橋設計過程中的問題

4.1 設計企業投資力度不強

由于一些路橋設計單位不熟悉BIM 技術，仍然采用傳統的設計方法，所以新技術被忽視了。因此，設計界對BIM 技術沒有太多的投資。然而，BIM 技術的發展離不開資金的投入，如相應設備的引進。針對目前的經濟形勢，一些路橋設計單位認為，在BIM 技術上投入大量資金是不劃算的，在BIM 技術實施的初期階段難以取得良好的經濟效益。這些因素使得BIM 技術在設計過程中的應用越來越受到阻礙。BIM 技術的推廣需要路橋區域的設計單位轉變觀念，讓路橋區域的設計單位充分認識到BIM 技術在路橋設計中應用的好處。

4.2 設計企業數據信息平臺建設薄弱

BIM 技術是一種與數據和信息技術密切相關的網絡設計系統。在實踐中，一些路橋設計單位為了節約成本，忽略了網絡數據信息平臺的建設。因此，在任何時候，都有可能有人故意竊取有關建設項目的信息。當涉及網絡攻擊時，對道路和橋梁設計單位的數據和信息平臺的網絡攻擊，企業沒有防御能力。在項目建設中，企業信息技術的應用和BIM 技術的快速發展也會導致企業信息管理人員的工作馬虎。

4.3 缺乏政府及相關行業的支持

在工程實踐中應用BIM 技術耗資巨大，在缺乏政府及相關行業支持情況下，很多設計單位都不愿意投入BIM 技術的研究和應用中來。

5 BIM 技術在路橋設計中的應用要點

5.1 路橋設計

隨著科學技術的進步，路橋設計單位設計的信息化水平逐步提高，BIM 技術在設計領域的應用日益廣泛。BIM 技術可以實現設計可視化，即使用相關的可視化工具逼真地模擬道路和橋梁施工現場，讓設計師從三維角度進行相應的設計，以便更好地展示設計效果。

BIM 技術在工程建設中的應用包括碰撞檢測。所謂碰撞檢測，是指BIM 技術在工程建設前期的三維可視化功能，可以降低設計過程中的誤差，并且對管線的布局進行優化，從而達到對工程的交底與仿真。利用BIM 技術的三維可視化功能，在設計過程中，根據進度，進行相應的施工仿真，使進度和規劃效果得到較好的對照，有利于設計、施工、監理等部門的有效協同，有效地增強了設計過程中的信息交流，保證了項目的順利進行[4]。

5.2 BIM 技術在數據系統中的應用

BIM 技術基于數字化技術。在綜合開發利用中，數據的處理和存儲成為可能。在模擬功能方面，充分應用了各種模擬和數字結果。同時，BIM 技術的應用也必須基于科學的系統模型，并充分利用BIM 技術進行數據處理和采集。根據不同的輸入信息和工程項目的技術特點，建立了完整的設計數據處理系統。數字化技術已廣泛應用于設計、施工、管理、技術等各個方面。通過工程項目的實際運行和過程分析，可以看到設計數據的存儲和控制也是非常重要的。

5.3 BIM 模型的質量檢查

在BIM 模型質量檢查工作過程當中，可以發現，不同的設計工作者在利用BIM 模型設計軟件進行設計工作之后，需要對BIM 模型的設計質量進行全面的審核。而在質量審核的工作過程當中，需要對其專項數據進行檢測。其中主要包括以下3 個方面。①全面性，主要指的是在進行BIM 模型設計工作過程當中所包含的相關數據信息，在這數據信息當中，主要有幾何維度和相關關系的描述。還需要包括整個完整的項目工程信息，并且確保企業能夠在實際應用過程當中得到有效的發揮。②規范性主要是指在進行變模型設計軟件的過程當中，要保證其按照標準規范來進行符合規范標準的模型。除此之外，BIM 模型在設計工作的過程中還需要嚴格按照規范來進行，也就是審查規范性。③在進行BIM 模型質量檢查工作時簡潔性也是十分關鍵的存在，簡潔性能夠有效提升BIM 模型質量檢查的工作效率。在具體操作的過程當中，主要是指相關的工作人員在對模型進行信息處理的過程當中要簡潔，軟件信息如果堆積過多，會對計算系統造成很大程度的影響，降低了設計的工作效率。正因為如此，在BIM 設計工作時，要盡可能使其符合模型輕量化的相關需求。為了盡快實現BIM 模型的信息化設計，需要對實際路橋工程進行全面的數據分析，規范條文也需要從相關的數據庫當中提取BIM 模型，完成路橋設計的準備，可以將相關模型構建的元素信息進行針對性的提取。對于BIM模型的信息化設計工作，主要是利用其規范數據庫當中的相關規定和數據信息來和BIM 模型的構建元素信息進行結合，并協調匹配，從而達到了模型的標準[5]。

5.4 設計完工階段

BIM 技術能夠根據路橋材料的尺寸、特性、空間的相互關系，對設計過程中出現的問題進行分析，并對其進行相應的檢測，既能確保結算的進度，又能確保計算的質量。例如，BIM 是用來檢驗項目清單的，在所有的地區都要進行檢驗。采用“外部清單”的方法，建立基于BIM 技術的模型，進行對應的對比分析，并設定相應的偏離率，實現對檢查合格的百分比的自動排序，并對存在的問題進行全面的分析，保證項目的有效劃分，有效地查找出疏漏和錯誤。

6 結語

BIM 技術在路橋設計中的應用，大大提高了設計質量和設計效率，還克服了以往設計中的一些缺點，對整個路橋設計行業有著顯著的推動作用。因此，在BIM技術的推廣應用中，有必要加強對BIM 技術的培訓，以提高其在工程建設中的作用。BIM 技術的數據庫構建和模型準備以及智慧設計的相關方法，對于城市信息模型的發展和建造來說具有很好的積極作用，通過對BIM 技術的模型設計相關工作進行完善和改進，對于我國的城市建設工作來說具有重要的推動作用。