BIM技術案例分享：BIM如何在公路工程設計階段發(fā)力?

BIM技術案例分享：BIM如何在公路工程設計階段發(fā)力?

本文公路工程項目位于某縣城西北部，是該縣城的規(guī)劃范圍，又是“十三五”期間重點基礎設施建設項目之一，設計內(nèi)容包括：公路中心線設計、路基標準橫斷面、路線平面縱斷面以及橋梁結構物設計等。線路全長180.55km，設計時速120km/h，路基寬度30m，雙向6車道，橋涵荷載等級為公路Ⅰ級，建設周期26個月，總投資112.55億元。

公路工程設計特點

本文工程項目作為現(xiàn)行工程項目，設計難度較大，按地形劃分主要包括道路工程、涵洞工程

以及橋梁工程。因此，在本文工程項目設計階段需綜合考慮地勢地形、自然環(huán)境以及水文等方面因素，形成一個全面信息數(shù)據(jù)體系，將信息整合后通過模擬畫面呈現(xiàn)，這一過程需搜集整理大量信息數(shù)據(jù)和建模技術。

但由于BIM技術建模是由多個過程組合的，尤其是建模成像環(huán)節(jié)，需要消耗更多的時間與精力，若數(shù)據(jù)缺漏或不準確，需根據(jù)實際監(jiān)測結果及時調(diào)整，直至設計出科學合理的設計方案。利用BIM技術建模時，除要將本文工程項目主體部分通過模型的形式呈現(xiàn)出來外，還要注重加強前期準備工作、施工材料以及機械設備等方面的工作。

BIM技術在公路工程設計階段的應用

1.1前期準備階段應用

本文工程項目前期準備階段主要包括工程可行性研究與設計兩大環(huán)節(jié)，其中設計環(huán)節(jié)又包括初步設計和施工圖設計，不同設計環(huán)節(jié)工作具有明顯差異性特點。對此，BIM技術的應用亦有區(qū)別，利用BIM可視化可及時發(fā)現(xiàn)設計中存在的遺漏，BIM技術的協(xié)同性和優(yōu)化性大幅降低了前期準備階段的工作量。

受傳統(tǒng)設計觀念影響，設計方案只能通過等高線的判讀與現(xiàn)場數(shù)據(jù)完成，不能直觀顯現(xiàn)地形、地貌以及地物現(xiàn)狀，對設計人員的設計水平提出了更高要求。BIM技術不僅方便了本工程項目所在區(qū)域地形與地貌的識別，更大大提升了項目建設的質(zhì)量與效率。通過BIM技術創(chuàng)建的地形模型數(shù)據(jù)主要包括DLG、LAS、DEM、TIFF等，以此為基礎完成設計工作。由于數(shù)據(jù)信息來源不同，因此數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間的坐標系也不盡相同，BIM技術可將不同數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成一個整體數(shù)據(jù)信息庫，滿足不同信息需求者的需求。

1.2公路中心線設計

本文工程項目中最關鍵部分是中心線設計，中心線設計會受到諸多因素的影響。因此，設計過程中需分析了解各因素，利用BIM技術模擬公路中心線判斷可能發(fā)生的問題，有針對性地找到解決措施，不斷完善設計工作，推動BIM技術在公路工程設計階段的發(fā)展。

1.3路基標準橫斷面設計

本文工程項目中，通過BIM技術在路基標準橫斷面設計階段引入全新的橫斷面設計方法——裝配，模擬裝配效果如圖2所示，即帶編程式的標準橫斷面，裝配通過編輯器為標準橫斷面設計進行編程式定制，將設計人員對整個工程項目的橫斷面設計思路賦予全部編程，由此設計人員無需手動修改橫斷面設計中的通用性問題;通過BIM技術賦予標準橫斷面代碼，完成代碼屬性編輯，如工程項目的樣式以及使用材料等;向所有參與項目建設的人員呈現(xiàn)出三維總體效果圖。

1.4路線平面縱斷面設計

路線制定過程中，傳統(tǒng)設計方案采用較單一的交點法。BIM技術為設計者提供眾多路線，創(chuàng)建快捷方式，完成設計工作。對于設計過程中出現(xiàn)的S形曲線、卵型曲線以及特殊線形等，可根據(jù)設計人員設計習慣進行自定義設計，以保證出圖需要。待路線創(chuàng)建完成后，再通過幾何圖形和布局全景2種方式修改已完成的縱斷面設計，保證縱斷面設計和路線平面設計的一致性。

1.5道路模型生成

路基標準橫斷面、路線平面縱斷面等設計工作完成后，還需設定相關判斷條件，如橋梁斷面、邊坡加寬等，對道路模型點代碼和連接代碼設置材質(zhì)標簽，有助于快速分析模型圖，在Civil3D中生成判斷條件邊線并生成道路。此時，設計人員再根據(jù)已生成道路模型創(chuàng)建道路曲面。

1.6BIM技術三維展示平臺

道路模型創(chuàng)建完成后，為使全體工作人員更直觀地看到創(chuàng)建的道路樣式和項目的實際情況，設計人員需將BIM技術生成的全部信息數(shù)據(jù)導入Infraworks平臺中，通過平臺的自定義坐標系將實地測量數(shù)據(jù)融合，生成三維數(shù)字影像模型，完成路基、路面、護欄等其他構筑物的建設工作，最后編輯生成的模型用于匯報。BIM技術三維展示平臺為其他參建人員提供了實景體驗，判斷設計方案是否合理的同時，可以提出更好的意見和建議。

1.7橋梁結構物設計

橋梁結構物設計也可通過BIM技術完成，通過設計橋梁上下結構，如空心板、T梁、護欄、橋臺、蓋梁、橋墩等，建立族庫。即將族庫中不同族拼接起來，通過修改各種族屬性滿足設計要求，該設計方式可大大提高設計人員設計水平，也便于其他工作人員及時發(fā)現(xiàn)橋梁結構鋼筋搭建有無沖突，發(fā)現(xiàn)設計工作的不足。

溫馨提示：2021年中國圖學會BIM等級考試已經(jīng)結束（點擊免費下載 圖學會第十八期《全國BIM技能等級考試》一、二級真題），同時考生們可以使用 免費預約短信提醒功能，及時獲取BIM考試成績公布等時間信息。環(huán)球網(wǎng)校已開通BIM報考資格免費查詢?nèi)肟?/a>，輸入學歷等信息即可快速查詢，想要報名的小伙伴千萬不要錯過。