許永強(qiáng)

摘 要 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用BIM的專業(yè)軟件及BIM共享平臺(tái)，將規(guī)劃階段建立的公路路基、橋梁、隧道等構(gòu)造物的三維模型進(jìn)行細(xì)化，各專業(yè)組利用各自的專業(yè)繪圖軟件，在共享平臺(tái)上做進(jìn)一步的深化設(shè)計(jì)。此時(shí)共享平臺(tái)的三維模型信息不再是簡(jiǎn)單的宏觀展示，而是包含了結(jié)構(gòu)屬性，結(jié)構(gòu)空間布置，生成方法以及與其他構(gòu)件之間的邏輯關(guān)系等信息，同時(shí)這些信息之間是動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);道路設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

BIM（BuildingInformationModeling）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成各項(xiàng)目建設(shè)的各方面信息，貫穿于整個(gè)工程項(xiàng)目全生命周期的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工修建和運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)階段，具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。BIM技術(shù)是未來(lái)工程建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展方向，是繼CAD二維設(shè)計(jì)向三維協(xié)同設(shè)計(jì)發(fā)展的又一重要計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

1BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性

1.1 是提升道路設(shè)計(jì)質(zhì)量的需要

道路項(xiàng)目涉及的專業(yè)眾多，通常有路線、路基路面、地質(zhì)、橋涵、隧道及交通工程等附屬專業(yè)，且分工細(xì)致，各專業(yè)之間的協(xié)同作業(yè)對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量起決定性作用。BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和推廣，可以使原來(lái)二維設(shè)計(jì)中煩瑣的循環(huán)重復(fù)設(shè)計(jì)，變成三維設(shè)計(jì)直觀關(guān)聯(lián)互動(dòng)化的設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)觀察模型的變化情況，對(duì)道路的優(yōu)化工作可以起到事半功倍的效果，極大提高了設(shè)計(jì)的合理性與準(zhǔn)確率。

1.2 是提高道路建設(shè)管理效率的需要

在道路建設(shè)過(guò)程中，道路設(shè)計(jì)階段是一個(gè)既要反映建設(shè)方意圖，同時(shí)也要給施工單位提交設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建設(shè)的承上啟下的關(guān)鍵階段。設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性決定著整個(gè)工程的優(yōu)劣。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)三維模型的分析可以快速準(zhǔn)確的得到相關(guān)結(jié)構(gòu)的工程信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控工程進(jìn)度以及預(yù)見(jiàn)工程未來(lái)實(shí)施過(guò)程的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到對(duì)工程質(zhì)量的有效控制。

1.3 是推進(jìn)道路養(yǎng)護(hù)管理信息化的需要

依據(jù)工程項(xiàng)目全生命周期模型，每一種類型的工程項(xiàng)目均存在從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維修、拆除、重建這樣的生命周期，道路工程也不例外。相對(duì)于單體建筑的運(yùn)維管理，道路養(yǎng)護(hù)具有時(shí)效性、經(jīng)常性和周期性、危險(xiǎn)性、廣泛性、預(yù)防性等特點(diǎn)。在養(yǎng)護(hù)階段實(shí)現(xiàn)重要結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型、分析模型、計(jì)算模型和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的整合;主橋結(jié)構(gòu)、臨設(shè)結(jié)構(gòu)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成;沉降數(shù)據(jù)、形變數(shù)據(jù)、撓度數(shù)據(jù)、支反力等量測(cè)數(shù)據(jù)的集成;最終實(shí)現(xiàn)對(duì)重要結(jié)構(gòu)物的綜合分析和安全預(yù)警，達(dá)到養(yǎng)護(hù)管理信息化安全監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的目的[1]。

2BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 地形圖處理

勘測(cè)單位提供的地形圖通常有兩種，一種為三維地形，即地形圖中的高程點(diǎn)的標(biāo)高即為實(shí)際高程;另外一種是二維地形，即地形圖中的高程點(diǎn)的實(shí)際高程均為0，具體高程由數(shù)字在高程點(diǎn)旁標(biāo)注。①打開(kāi)圖層管理器，將高程點(diǎn)以外的圖層反向選擇，然后凍結(jié);②點(diǎn)擊曲面菜單下的創(chuàng)建曲面命令，打開(kāi)創(chuàng)建曲面對(duì)話框，選擇相應(yīng)的圖層、名稱和曲面類型。然后點(diǎn)擊確定。③點(diǎn)擊工具空間的曲面樹(shù)形菜單，打開(kāi)定義工具欄，在圖形對(duì)象上點(diǎn)擊右鍵，選擇添加，在彈出的對(duì)話框中選擇塊。點(diǎn)擊確定。④框選所有高程點(diǎn)，按回車鍵。⑤曲面創(chuàng)建完成，可用對(duì)象查看器查看所創(chuàng)建的曲面。

2.2 道路中心線設(shè)計(jì)

道路設(shè)計(jì)首先要確定道路中心線線位，設(shè)計(jì)人需考慮各控制因素，按照規(guī)劃確定的線位進(jìn)行擬合，并按照規(guī)范要求適當(dāng)調(diào)整圓曲線半徑、長(zhǎng)度、緩和曲線長(zhǎng)等曲線要素。①將初步確定好的道路中心線插入地形圖中。②將道路中心線轉(zhuǎn)換為多段線。③單擊路線菜單下的從多段線創(chuàng)建路線，選中道路中心線。在彈出對(duì)話框中輸入路線名稱，選擇路線樣式和路線標(biāo)簽集，然后單擊確定。

2.3 道路縱斷面設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)常用的道路設(shè)計(jì)軟件的縱斷面設(shè)計(jì)功能，基本流程為先編制原地面線文件，然后生成原地面線，再在生成的原地面線上繪制拉坡線，并調(diào)整拉坡線直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。然后將拉坡線儲(chǔ)存為豎曲線設(shè)計(jì)文件，再調(diào)用原地面線文件、豎曲線文件生成最終的道路縱斷面設(shè)計(jì)圖。Civil3D采用三維地形為設(shè)計(jì)的基本資料，地面線可以直接通過(guò)“從曲面創(chuàng)建縱斷面”命令生成。且道路中心線修改之后，地面線會(huì)自動(dòng)更新，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和精力。使用“按布局創(chuàng)建縱斷面”可進(jìn)行拉坡線設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)縱斷面繪制完成后，查看自動(dòng)生成的豎曲線要素和坡度、坡長(zhǎng)等指標(biāo)，如發(fā)現(xiàn)不滿足規(guī)范，則點(diǎn)擊編輯縱斷面形狀命令，在彈出的子工具條中，點(diǎn)擊縱斷面布局參數(shù)命令，打開(kāi)布局對(duì)話框。然后點(diǎn)取邊坡點(diǎn)，在布局對(duì)話框中修改邊坡點(diǎn)里程樁號(hào)、邊坡點(diǎn)標(biāo)高、豎曲線半徑、坡度、坡長(zhǎng)等參數(shù)。

2.4 道路橫斷面設(shè)計(jì)

在Civil3D即為創(chuàng)建道路裝配的過(guò)程，為了能夠精確反應(yīng)道路模型，需綜合考慮，選用合適的部件來(lái)組合裝配。①點(diǎn)擊道路下拉菜單，單擊創(chuàng)建裝配命令，在彈出對(duì)話框中輸入裝配名稱，然后單擊確定。②在屏幕任意位置單擊鼠標(biāo)，將插入一個(gè)中部帶有圓形標(biāo)記的豎線，這條豎線即是裝配的基準(zhǔn)線，也即道路中心線。③調(diào)出道路菜單下的“部件工具板選項(xiàng)板”，利用程序自帶的部件完成裝配。④先裝配出標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，再根據(jù)以后的設(shè)計(jì)需要添加其余裝配，由于Civil3D具有動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)特性，對(duì)道路制定了不同的裝配或者修改了裝配部件的參數(shù)后，道路模型可以快速、即時(shí)更新。

2.5 道路建模

點(diǎn)擊道路下拉菜單，單擊創(chuàng)建道路命令，按照提示選擇路線、縱斷面和標(biāo)準(zhǔn)橫斷面裝配。在彈出對(duì)話框中，根據(jù)道路寬度的變化創(chuàng)建相應(yīng)的區(qū)域，并為道路組件指定相應(yīng)的邏輯目標(biāo)。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用，不但可以直觀、準(zhǔn)確、快捷、高效的設(shè)計(jì)出道路初稿方案，還可以呈現(xiàn)三維立體成像，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案不足之處進(jìn)行及時(shí)調(diào)整及整改。雖然道路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)還存在一些問(wèn)題，但是只要及時(shí)轉(zhuǎn)變觀念、統(tǒng)一BIM技術(shù)的使用標(biāo)準(zhǔn)并合理宣傳BIM技術(shù)，從而使得BIM技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 魯洋.BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展望[J].山東交通科技，2015，（05）：122.