陳強(qiáng)

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢430010）

1 引言

在工業(yè)化以及城市化的發(fā)展過(guò)程中，市政道路橋梁結(jié)構(gòu)以及規(guī)模出現(xiàn)了不同程度的變化，傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念與方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。因此，在市政道路橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中引入了BIM技術(shù)，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)方案的優(yōu)化分析，科學(xué)合理地調(diào)配各項(xiàng)工作，有效縮短項(xiàng)目建設(shè)工期，達(dá)到節(jié)省成本，提升整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)可以在數(shù)字技術(shù)的支持下構(gòu)建道路橋梁的結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模塊化、系統(tǒng)化以及精細(xì)化的方案設(shè)計(jì)，并且使設(shè)計(jì)成果可視化。因此，通過(guò)BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)市政道路橋梁項(xiàng)目建設(shè)的信息化以及智能化發(fā)展[1]。

在BIM技術(shù)的支持下，可以對(duì)橋梁項(xiàng)目的設(shè)計(jì)模式、進(jìn)度以及成本等內(nèi)容進(jìn)行分析與控制，進(jìn)而充分了解項(xiàng)目的具體狀況，使設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)整，提高方案設(shè)計(jì)的合理性。

同時(shí)，在BIM技術(shù)的支持下，道路橋梁設(shè)計(jì)不僅改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式與手段，并且做到了業(yè)務(wù)以及流程的創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工程項(xiàng)目的精細(xì)化和協(xié)調(diào)化管理，有效提升了工程質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)條件下的市政道路橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基于BIM技術(shù)的市政道路橋梁設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，模擬現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，落實(shí)一體化管理及精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

3.1 構(gòu)建BIM云平臺(tái)強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)協(xié)助管理

在市政道路橋梁工程設(shè)計(jì)中，涉及諸多信息內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行分析和處理難度很大，協(xié)同設(shè)計(jì)也較為困難。而通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)在云平臺(tái)中進(jìn)行信息匯總與分析，通過(guò)云計(jì)算功能，可以提升信息管理的安全性與高效性，并且使信息獲取也更簡(jiǎn)單便捷[2]。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)BIM平臺(tái)，各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以查看其他專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方案，使各專(zhuān)業(yè)的銜接設(shè)計(jì)更加合理，還可以根據(jù)需求通過(guò)云平臺(tái)對(duì)方案存在的問(wèn)題進(jìn)行分析、討論與研究，根據(jù)修改意見(jiàn)及時(shí)更新信息，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。

3.2 模擬場(chǎng)景，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量

在市政道路橋梁設(shè)計(jì)中，為了提升項(xiàng)目的安全性，可以充分利用BIM技術(shù)的模擬功能，在軟件中導(dǎo)入項(xiàng)目所在地的氣候以及地質(zhì)信息，對(duì)各因素對(duì)工程項(xiàng)目的影響進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，并分析各影響因素的參數(shù)設(shè)置，采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及整體工程項(xiàng)目的安全性。

3.3 利用BIM技術(shù)進(jìn)行方案可行性分析

通過(guò)BIM技術(shù)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)建立道路橋梁工程的3D模型，利用BIM技術(shù)的可視性以及模擬功能，使方案設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)、弊端以及可優(yōu)化之處更加明顯，便于從各個(gè)方面進(jìn)行方案的可行性分析[3]。

3.4 利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)

在市政道路橋梁工程設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的精確性是影響設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵，直接影響整個(gè)工程的建設(shè)質(zhì)量。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的尺寸以及各項(xiàng)力學(xué)性能進(jìn)行分析，從而是設(shè)計(jì)者可以在行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范的允許范圍內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，強(qiáng)化成本控制。

4 BIM技術(shù)在市政道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目概況

以某機(jī)場(chǎng)快速路南延工程設(shè)計(jì)Ⅲ標(biāo)為例，工程范圍K10+245～K15+087?？傮w布置：采用“主線(xiàn)高架+地面輔道”建設(shè)形式，與軌道寧奉城際線(xiàn)共建，沿線(xiàn)預(yù)留1座互通立交、新建3對(duì)平行匝道、2座軌道高架車(chē)站。車(chē)道規(guī)模：高架標(biāo)準(zhǔn)段雙向6車(chē)道，考慮交織段影響，部分路段增設(shè)輔助車(chē)道，地面輔道標(biāo)準(zhǔn)段雙向6車(chē)道。

4.2 初步設(shè)計(jì)階段

根據(jù)方案設(shè)計(jì)圖，利用BIM技術(shù)完成本項(xiàng)目的道路、高架橋梁主體結(jié)構(gòu)及配套設(shè)施、管線(xiàn)及路燈的建模，并生成相應(yīng)的BIM模型文件、工程量統(tǒng)計(jì)及成本估算表、模型圖片及模型渲染漫游視頻，以協(xié)調(diào)各設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)，提前預(yù)測(cè)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，減少施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更。

4.3 建模階段

將現(xiàn)有的圖紙資料等進(jìn)行統(tǒng)一匯總及整理，匯集成一套完整且最新的圖紙信息，作為建模的基礎(chǔ)依據(jù)數(shù)據(jù)。初步模型建立完成后，BIM相關(guān)軟件可以提供碰撞報(bào)告及各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的問(wèn)題匯總。對(duì)初步模型進(jìn)行整體漫游，預(yù)覽平面設(shè)計(jì)圖在三維實(shí)體階段的預(yù)期效果。此項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)模型如圖1所示。

通過(guò)BIM技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)信息進(jìn)行整合，通過(guò)BIM模型實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的信息共享。利用軟件的碰撞檢測(cè)功能，生成各專(zhuān)業(yè)的碰撞檢測(cè)報(bào)告，初步體現(xiàn)出設(shè)計(jì)階段一些不合理的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行歸類(lèi)與整理，對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行初步梳理與總結(jié)。

圖1 項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)模型

4.4 深化階段

根據(jù)建模階段的模型及提出的設(shè)計(jì)問(wèn)題，匯總各專(zhuān)業(yè)問(wèn)題報(bào)告，針對(duì)這些問(wèn)題采取解決措施，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，并更新模型。基于整體結(jié)構(gòu)模型，添加排水、路燈、欄桿等附屬設(shè)施。對(duì)已建模型進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)、設(shè)計(jì)文檔集成與歸檔。將與工程有關(guān)的圖檔、施工模擬視頻關(guān)聯(lián)在模型中，可以直接從模型中打開(kāi)文檔進(jìn)行查詢(xún)。

4.5 地下管線(xiàn)綜合設(shè)計(jì)

管線(xiàn)綜合設(shè)計(jì)就是在道路橋梁區(qū)域中不同專(zhuān)業(yè)工程平面位置以及豎向高程之間協(xié)調(diào)的工作內(nèi)容。在市政道路橋梁設(shè)計(jì)階段，要綜合分析各項(xiàng)信息資料，規(guī)劃管線(xiàn)的具體走向、種類(lèi)以及管徑參數(shù)，優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)內(nèi)容，然后通過(guò)BIM技術(shù)建立管線(xiàn)分布的靜態(tài)模型。完成建模后，要做好碰撞檢測(cè)分析，根據(jù)碰撞檢測(cè)的結(jié)果整理報(bào)告內(nèi)容。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行綜合調(diào)控，確定管道的具體尺寸，進(jìn)而為施工提供參考與支持。

5 結(jié)語(yǔ)

市政道路橋梁是城市基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，保障了城市交通通暢，也為人們的出行提供了極大的便利。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行市政道路橋梁設(shè)計(jì)分析，可以利用信息化的方式進(jìn)行三維模型構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)一體化的管理以及道路橋梁結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及管線(xiàn)的模型同步管理，從根本上提升了市政道路橋梁工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，為城市建設(shè)發(fā)展提供了技術(shù)支持。