羅超，曾娟（南寧市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 廣西 南寧 530002）

0 引言

BIM即為建筑信息模型，簡單可理解為帶有全部信息的數(shù)字化模型?，F(xiàn)階段國家大力推廣BIM技術(shù)普及，2016年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)2016~2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要的通知》預(yù)示著BIM將成為行業(yè)的發(fā)展方向。相比于建筑及機械等行業(yè)，市政工程BIM起步較晚，但其發(fā)展迅速已成燎原之勢。對于市政立交工程而言，由于其復(fù)雜的空間關(guān)系，BIM技術(shù)的應(yīng)用對其具有革命性意義。

1 市政立交工程特點

市政立交主要有分離式立交和互通式立交之分。分離式立交多用于高等級道路與低等級道路相交的立交形式，不需實現(xiàn)轉(zhuǎn)向需求，其技術(shù)及條件較為簡單；互通式立交為相近或相同高等級道路相交，需要實現(xiàn)其相互之間交通轉(zhuǎn)換的立交形式。

市政立交主要有以下兩個方面特點：立交形式多樣，選型難：市政常用互通式立交主要包括菱形立交、苜蓿葉式立交、蝶形立交、半定向立交等一種或多種組合形式，設(shè)計首先需要在眾多類型中確定立交選型；市政立交工程空間關(guān)系復(fù)雜、制約因素多：包括立交自身空間交叉關(guān)系，立交與地下管線、管廊、隧道、軌道交通的銜接與交叉等諸多方面，立交設(shè)計需梳理各方面之間的銜接及相互影響關(guān)系。

市政立交方案設(shè)計需要解決的核心問題是立交選型決策、立交空間及技術(shù)問題，其中立交選型為其重中之重，其主要受交通需求、用地需求及經(jīng)濟、社會等多方面影響；立交空間問題需要各專業(yè)相互之間協(xié)調(diào)、配合解決；立交技術(shù)問題解決需要結(jié)合技術(shù)、知識、經(jīng)驗等諸多條件實現(xiàn)。

2 傳統(tǒng)設(shè)計于市政立交方案設(shè)計上的局限性

傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已成熟且應(yīng)用廣泛，相對于畫板時代其計算機繪圖技術(shù)具有劃時代的意義，具有高效、快捷、精確等諸多明顯優(yōu)勢。于普通市政道路工程方案設(shè)計中，影響因素較少、空間關(guān)系簡單、各專業(yè)分界明顯，傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計可完全勝任。

相對普通市政道路工程，市政立交工程更加復(fù)雜，主要體現(xiàn)在立交形式多樣、空間關(guān)系復(fù)雜、成果難以完整展示等。傳統(tǒng)二維平面設(shè)計在立交方案設(shè)計中存在著設(shè)計難度大、設(shè)計精度及效率難以保證、空間分析能力弱、效果難以表現(xiàn)、驗證困難且難于決策判斷等諸多問題。故市政立交工程的方案設(shè)計過程往往是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其設(shè)計及決策過程需要大量的工作以及時間，而BIM技術(shù)作為開創(chuàng)性設(shè)計手段為解決此類問題創(chuàng)造了條件。

3 BIM技術(shù)于市政立交方案設(shè)計上的優(yōu)勢

BIM技術(shù)作為新興技術(shù)，相對于傳統(tǒng)二維設(shè)計，其設(shè)計理念發(fā)生了實質(zhì)性的變化。首先，BIM技術(shù)實現(xiàn)從二維到三維質(zhì)的改變，BIM技術(shù)通過建立三維建模實現(xiàn)數(shù)字化、信息化設(shè)計，與普通的3D模型不同的是，BIM模型含有工程設(shè)計全部信息，如材料組成、尺寸、建設(shè)條件等，使設(shè)計集成簡化，并保證設(shè)計精度；其次，BIM技術(shù)模型可實現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同設(shè)計，即基于同一模型條件下集成工程范圍內(nèi)所有建設(shè)條件，包括道路、橋梁、排水、交通、景觀、照明等各個專業(yè)，使專業(yè)之間銜接更高效、準(zhǔn)確；再次，BIM技術(shù)可進行成果驗證，由于數(shù)字化模型及協(xié)同設(shè)計，可實現(xiàn)專業(yè)自身及專業(yè)之間的核查，如材料核查、尺寸核查、坡度核查、視線核查、空間關(guān)系核查等，保證設(shè)計準(zhǔn)確性及精度；最后，BIM技術(shù)成果展示效果顯著，由于其采用三維真實化建模，BIM成果可實現(xiàn)全方位、全立體的建成效果展示，對多方案比選及決策判斷具有極大的促進作用。

4 BIM技術(shù)于市政立交工程方案設(shè)計中的應(yīng)用

市政立交工程復(fù)雜，BIM技術(shù)的應(yīng)用對其方案設(shè)計起到極大的促進作用。首先，對現(xiàn)有資料進行建模，包括地形地貌、物探資料等，分析基礎(chǔ)條件對立交的影響，為立交設(shè)計提供依據(jù)；其次，市政立交工程環(huán)境復(fù)雜、形式多樣、決策困難，BIM技術(shù)通過立交三維化建模，實現(xiàn)立交選型方案落地比選，直觀判斷其與周邊的環(huán)境互適性、用地適應(yīng)性、場地銜接性等關(guān)系，有利于立交選型決策；第三，市政立交工程空間關(guān)系復(fù)雜，通過BIM技術(shù)建立總體場景，將所有專業(yè)集成，可直觀判斷立交整體協(xié)調(diào)性、立交凈空是否滿足要求、立交橋梁樁基與各類管線凈距是否滿足要求、立交各類構(gòu)筑物之間是否存在碰撞、立交三角視距是否受到結(jié)構(gòu)物、樹、燈影響等等，為立交技術(shù)可行性提供保障；第四，立交建設(shè)的根本目的是為交通服務(wù)，利用BIM技術(shù)對立交交通運行進行真實化模擬演示，將預(yù)測交通量數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM模型，于立交模型中模擬交通運行，可直觀判斷立交交通運行狀態(tài)，為立交決策判斷提供有力依據(jù)；第五，BIM技術(shù)立交成果展示效果突出，三維模型可實現(xiàn)立交全方位、全立體的動態(tài)展示效果，并可進行后期渲染，對立交于不同的季節(jié)、氣候、天氣等狀態(tài)下進行模擬分析，可實現(xiàn)立交最真實的效果展示；第六，立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜，BIM技術(shù)將所有信息輸入立交模型之中，立交模型結(jié)構(gòu)分塊與真實的施工情況一致，結(jié)構(gòu)分塊包含施工所需的所有信息，可直接指導(dǎo)立交施工，提高效率；最后，BIM技術(shù)可實現(xiàn)立交施工模擬，通過施工模擬演示，保證立交的實施可行性，為立交實施方案決策提供判斷依據(jù)。

5 BIM技術(shù)市政立交工程案例

南寧市某立交工程方案設(shè)計復(fù)雜，利用BIM技術(shù)進行分析，從立交選型建模到立交空間分析，再從立交靜態(tài)效果渲染到動態(tài)交通演示等方面，實現(xiàn)立交高效、準(zhǔn)確、合理的決策判斷。

圖3 立交景觀效果

立交從多角度提出方案構(gòu)思，并分別進行BIM建模比選，并確定以方案一作為推薦方案：

立交協(xié)同設(shè)計，集成道路、橋梁、排水、交通、景觀、電氣等工程于同一場景，實現(xiàn)整體協(xié)同并進行相關(guān)分析：

立交景觀效果渲染，并進行季相、氣候、天氣狀態(tài)分析演示：

立交交通模擬演示分析，進行最真實的交通模擬分析，判斷立交運行狀態(tài)：

6 結(jié)語

圖4 立交交通運行模擬分析

隨著時代進步及行業(yè)發(fā)展，BIM設(shè)計技術(shù)普及以及未來取代二維CAD設(shè)計已成為必然趨勢。針對傳統(tǒng)設(shè)計于市政立交設(shè)計中存在設(shè)計難度大、設(shè)計精度及效率難以保證、效果難以表現(xiàn)、驗證困難等局限性，BIM技術(shù)在參數(shù)化建模、專業(yè)協(xié)同設(shè)計、空間關(guān)系組織、交通仿真、碰撞核查及效果展現(xiàn)等方面具有顯著優(yōu)勢，對復(fù)雜的市政立交工程具有重大的促進作用。雖然目前BIM技術(shù)尚存在或多或少的問題，但是其解決亦只是時間問題，對此，我們可以展望未來數(shù)字模型將會取代圖紙出圖，實現(xiàn)設(shè)計的革命轉(zhuǎn)變。