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        淺談BIM在山區(qū)公路中的應(yīng)用

        2016-10-21 23:11:58趙禮昭
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年8期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        摘 要:文章介紹了BIM技術(shù)在山區(qū)公路設(shè)計及施工中的應(yīng)用,同時提出BIM在山區(qū)公路中的應(yīng)用存在的問題,并提出解決思路。最終對BIM在山區(qū)公路中的應(yīng)用前景做了展望。

        關(guān)鍵詞:BIM;山區(qū)公路;應(yīng)用

        隨著“美麗鄉(xiāng)村”“和諧社會”等概念的提出,公路的設(shè)計不僅要考慮、經(jīng)濟、安全、舒適、經(jīng)久耐用等內(nèi)容,還要考慮山區(qū)公路的設(shè)計也應(yīng)以“美麗公路”、“和諧公路”為出發(fā)點。在山區(qū)公路的建設(shè)中,山區(qū)公路的勘察設(shè)計是其施工的重要內(nèi)容,其設(shè)計的科學性、合理性對整個施工的過程起到?jīng)Q定性作用。采用傳統(tǒng)的2D設(shè)計容易出現(xiàn)遺漏、考慮不周,采用BIM可以通過模擬避免不必要的問題,節(jié)約時間及費用。

        BIM(Building Information Model,建筑信息化模型)是包括建筑相關(guān)的工程信息的模型,其將三維數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于CAD技術(shù)中,其不僅提高了設(shè)計人員的工作效率,更是一種思維和模式的創(chuàng)新。BIM貫穿在整個工程建筑過程中,在設(shè)計、建設(shè)、運行、管理、維護整個周期中均發(fā)揮有效作用。在我國BIM近年來在機械、建筑行業(yè)中使用越來越廣,由于山區(qū)公路自身的特點,BIM在山區(qū)公路的應(yīng)用較少。

        1 BIM在山區(qū)公路設(shè)計中的應(yīng)用

        BIM在山區(qū)公路設(shè)計中的應(yīng)用,主要分為三個階段:規(guī)劃階段、勘察階段、設(shè)計階段。

        規(guī)劃階段:BIM在規(guī)劃階段不僅可以節(jié)約設(shè)計周期,并可以通過設(shè)定假設(shè)條件,使項目性能最優(yōu)化。

        勘察階段:BIM在勘察階段可使工作內(nèi)容簡化,節(jié)約時間。同時BIM完成所有工作任務(wù)在同一環(huán)境中,從原始地勘數(shù)據(jù)、最小二乘法計算、地勘資料的編輯,最后自動創(chuàng)建地形圖;創(chuàng)建地形的過程中是以交互式方式進行,錯開隱藏性問題,創(chuàng)建可以在項目中自動使用的點或曲面;以曲面為參考,可以生產(chǎn)與原數(shù)據(jù)保持動態(tài)關(guān)系的對象,并可以選擇任意曲面生產(chǎn)模型。

        設(shè)計階段:通過建立道路模型可以有效地設(shè)計山區(qū)公路的模型,如:平面的交叉口的動態(tài)圖。通過利用BIM內(nèi)部的插件:人行道、車行道、車道組合、邊溝等,可更快捷地設(shè)計環(huán)型路網(wǎng),如路標和交通標志。根據(jù)直觀模型可以更輕松地修改道路橫斷面,使設(shè)計優(yōu)化。

        2 BIM在山區(qū)公路施工中的應(yīng)用

        2.1 路基的進度模型

        根據(jù)BIM數(shù)據(jù)庫和原理核心模型,結(jié)合GIS數(shù)據(jù)進行分析,在山區(qū)公路建設(shè)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,構(gòu)建可視化三維地形平臺,研發(fā)出GIS數(shù)據(jù)庫與三維地形圖的可視化聯(lián)動平臺,最終實現(xiàn)動態(tài)的系統(tǒng)功能。

        2.2 路面的進度模型

        山區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)層主要墊層、底基層、基層、面層組成,其中墊層的作用是防污、防凍、隔水、排水;底基層的作用為次要承重;基層的作用是承重;面層的作用是耐磨抗滑,因其直接與地面荷載相接處。其路面的進度可與三維地形圖聯(lián)動,實現(xiàn)路面的動態(tài)更新。

        2.3 工程量的分析

        山區(qū)公路工程的重要組成是土石方工程,土石方的填筑和開挖的計算方法主要有:格網(wǎng)法、截面法、圖解法。但此三種方法都需要人工進行、計算精度較差,且工作量較大,因此,如何有效精確地計算土石方的量是非常重要的。

        根據(jù)土石方計算的基本思路,利用BIM數(shù)字信息模型,做出底面網(wǎng)格模型與頂面網(wǎng)格模型,將底面與頂面之差的絕對值作為積分高度,單位網(wǎng)格面積作為積分單元,最后累加所有網(wǎng)格的工程量即為總工程量,其計算公式為:

        3 BIM在山區(qū)公路實施中的困難

        山區(qū)公路的設(shè)計相對機械、建筑設(shè)計情況復(fù)雜,機械、建筑的設(shè)計背景相對環(huán)境集中,標準化程度高,設(shè)計者能夠集中在設(shè)計方案及模型建設(shè)中。但山區(qū)公路的設(shè)計長達幾十公里甚至上百公里的道路,其中包括隧道、路基、交叉等特點及由性質(zhì)完全不同的因素組成,情況極為復(fù)雜,且標準化水平較低。因此,如何有機地將眾多影響因素結(jié)合到BIM中是設(shè)計者面臨的主要問題。山區(qū)公路BIM系統(tǒng)較為復(fù)雜,從投資至施工、管理,甚至到維護,所需內(nèi)容、層次完全不同。

        解決思路:(1)BIM軟件從目前情況來看,無法滿足山區(qū)公路的設(shè)計需求,針對上述山區(qū)公路的特點,應(yīng)開發(fā)開放式軟件平臺,廣大市政設(shè)計人員根據(jù)自身需求及特點進行二次開發(fā),滿足復(fù)雜的山區(qū)公路設(shè)計,同時不斷整合現(xiàn)有軟件。(2)山區(qū)公路的設(shè)計受到諸多標準、規(guī)范、法律的限制,各階段設(shè)計成果都應(yīng)提交相應(yīng)的成果標準,通過政府的推廣,加深BIM系統(tǒng)在山區(qū)公路或公路行業(yè)的應(yīng)用,可有效打開局面,縮小與先進水平的差距。(3)BIM是設(shè)計發(fā)展的潮流,雖然在應(yīng)用初期設(shè)計效率較低,但應(yīng)堅持。一是逐漸提高服務(wù)對象接受的程度,二是積累經(jīng)驗與人才。(4)BIM在系統(tǒng)應(yīng)完善安全措施,在對BIM使用的人員應(yīng)進行分級管理,加強安全保密教育。

        4 結(jié)束語

        BIM在項目設(shè)計中的應(yīng)用,可以更準確、更清晰地了解項目。同時,解決方案可視化及施工的模擬,及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,避免不必要的錯誤。

        目前,BIM在山區(qū)公路的設(shè)計屬于空白,其相關(guān)的標準、軟件等都急需開發(fā)。通過提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本,適應(yīng)信息化高速發(fā)展時代。

        參考文獻

        [1]清華大學BIM題組,互聯(lián)立方(isBIM)公司BIM課題組.設(shè)計企業(yè)BIM實施標準指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.

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        [3]李志武,白雪巖,許明.公路設(shè)計新理念在好通高速勘察設(shè)計中的應(yīng)用[J].硅谷,2014(4):107-108.

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        [6]李麗,馬婷婷,袁竹.BIM技術(shù)在鐵路隧道設(shè)計中的應(yīng)用[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2014(5):89-91.

        作者簡介:趙禮昭(1989-),籍貫:豐都,單位:招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司,研究方向:公路路線。

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