任菲菲

山西通暢工程勘察設(shè)計咨詢有限公司 山西太原 030006

1 BIM技術(shù)的特點及其優(yōu)勢

BIM技術(shù)是一項以建筑數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用計算機平臺搭建建筑模型的數(shù)字化仿真技術(shù)[1]。該項技術(shù)的應(yīng)用首先需要對目標對象進行各項參數(shù)的識別，然后結(jié)合目標模擬對象的特點進行信息處理，最終通過計算機平臺展示所搭建的模型。BIM技術(shù)之所以得到廣泛地應(yīng)用與推廣，其根本原因在于具有強大的信息采集與處理功能，并且可以為工作人員提供各階段結(jié)構(gòu)模型的動態(tài)演示和分析功能，大大提升設(shè)計方案準確性[2]。與傳統(tǒng)建模相比較，BIM技術(shù)具有以下優(yōu)勢：一、模型參數(shù)化。當(dāng)模型中某一參數(shù)發(fā)生變化時，其他各相關(guān)部分的參數(shù)會自動更新。二、結(jié)構(gòu)可視化。應(yīng)用BIM技術(shù)對目標對象進行三維立體化模擬可以完整展現(xiàn)出模擬對象的基本特征以及細節(jié)特征。三、效益最大化。通過BIM技術(shù)可以對多個施工方案進行比較，從而選擇最具性價比的道路施工方案，有效節(jié)約施工成本。

2 BIM技術(shù)在公路設(shè)計中的應(yīng)用分析

2.1 BIM參數(shù)化建模

BIM技術(shù)以其強大的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于公路設(shè)計工程中。三維模型設(shè)計是BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，一個完整的公路工程設(shè)計施工計劃所涉及的流程十分復(fù)雜、使用的物料數(shù)量眾多，為保證整個工程的順利開展，應(yīng)用BIM技術(shù)建立工程模型可以有效提高工程建設(shè)效率，節(jié)約建造成本。在項目設(shè)計階段利用BIM技術(shù)實現(xiàn)對建設(shè)工程的建模處理主要涉及以下幾個方面：

（1）地形圖處理。在公路工程中，施工道路的地形圖通常有兩種形式：一是三維地形。這種地形圖的特點是圖形中所標注的高程點標高即為實際高程。二是二維地形。這種地形圖的特點是圖形中高程點的實際高程為零，具體高程要標注在高程點旁邊。在實際工作中，工作人員首先打開圖層管理器，將除高層點以外的全部圖層進行反向選取并凍結(jié)，然后點擊“創(chuàng)建曲面命令”選取操作對象并點擊確定按鈕，接下來找到軟件中的“曲面圖形菜單”點擊工具欄，在圖形對象上點擊右鍵選擇“添加”并在彈出的對話框中選擇“塊”點擊確定，最后選取所有圖形中的高程點，按回車鍵，至此，曲面創(chuàng)建完成。制作完成后，工作人員可以利用查看器來觀察當(dāng)前所創(chuàng)建的圖形。

（2）道路中心線設(shè)計。中心線是道路設(shè)計的基本要素。在結(jié)合具體建設(shè)要求設(shè)計道路時，首先要保證中心線設(shè)計合理。工作人員應(yīng)該利用BIM技術(shù)將規(guī)劃確定的線位進行擬合，并按照工程設(shè)計具體規(guī)范，適當(dāng)調(diào)整道路設(shè)計中心線的曲線半徑、長度以及其他基本要素。在實際工作中，工作人員將已經(jīng)確定好的中心線插入到地形圖中，然后將插入地形圖中的中心線轉(zhuǎn)換為多段線，接下來點擊路線菜單下的對應(yīng)選項選取目標中心線并在軟件鎖彈出的對話框中輸入當(dāng)前路線名稱、選擇路線樣式以及路線標簽，輸入完成后單擊確定按鈕，至此便完成中心線的基本設(shè)計。

（3）道路縱斷面設(shè)計。當(dāng)前，我國道路工程建設(shè)項目在設(shè)計道路縱斷面時，通常會選擇應(yīng)用到BIM技術(shù)中的縱斷面設(shè)計功能。該項功能實現(xiàn)的基本流程大致為：“編制-生成原地面線-繪制-拉坡線”。在繪制拉坡線過程中，需要結(jié)合具體要求，適當(dāng)調(diào)整曲線的參數(shù)，當(dāng)滿足所有設(shè)計要求后，將其存儲為豎曲線文件。設(shè)計人員在相應(yīng)的設(shè)計軟件中調(diào)用原地面線文件、豎曲線文件，最終生成符合設(shè)計要求的道路縱斷面設(shè)計圖。目前，在公路設(shè)計時，應(yīng)用Civil3D程序可以簡化設(shè)計步驟，因為在該軟件的菜單中點擊“從曲面創(chuàng)建縱斷面”命令便可以直接生成地面線，并且當(dāng)設(shè)計人員對中心線進行相應(yīng)修改后，地面線的相關(guān)參數(shù)會自動更新，大大節(jié)約設(shè)計成本[3]。

（4）道路橫斷面設(shè)計。在Civil3D程序下進行道路橫斷面的設(shè)計，同樣也體現(xiàn)出動態(tài)關(guān)聯(lián)特性，當(dāng)其他設(shè)計要素發(fā)生變化后，道路橫斷面也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進而保證道路模型可以實時更新。應(yīng)用Civil3D進行道路橫斷面設(shè)計，具體操作流程如下：

圖1 道路橫斷面設(shè)計流程圖

2.2 BIM技術(shù)在工程量統(tǒng)計及方案選擇方面的應(yīng)用

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，工作人員可以結(jié)合當(dāng)前施工路段的具體地質(zhì)情況以及施工要求對工程量進行合理估算。公路工程的整個施工流程涉及數(shù)量眾多的施工要素，比如挖方量、路基填方量、施工護欄數(shù)量、排水工程總量等等，這些是道路施工必然涉及的內(nèi)容，同時這些工程建筑材料的采購與使用直接影響公路項目的總體成本支出，所以應(yīng)用BIM技術(shù)對各個施工工程量進行預(yù)估可以幫助相關(guān)工作人員對施工概況進行整體把控，進而合理調(diào)控資金支出，優(yōu)化施工方案。

2.3 BIM技術(shù)在工程管理信息化方面的作用

在公路工程領(lǐng)域中，應(yīng)用BIM技術(shù)有利于實現(xiàn)公路工程設(shè)計信息化管理。例如在實際施工之前工作人員可以利用BIM技術(shù)對公路設(shè)計方案進行調(diào)試和檢測，避免公路設(shè)計方案存在漏洞與不足。另外，當(dāng)公路工程開始施工之后如果現(xiàn)場施工人員發(fā)現(xiàn)公路實際施工情況與設(shè)計方案并不相符，可以在系統(tǒng)中及時修改公路設(shè)計方案。與傳統(tǒng)人工設(shè)計圖紙方案修改方式相比，應(yīng)用BIM模型修改公路方案，在某一環(huán)節(jié)修改相關(guān)參數(shù)時，該模型中其他部分也會隨之改變，極大節(jié)約人力設(shè)計成本，提高設(shè)計效率。并且，在全運營階段，工作人員通過BIM技術(shù)可以借助于計算機平臺對各項信息進行高效管理，優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)工程管理信息化。

3 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)已經(jīng)在公路工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用與推廣,因為BIM技術(shù)的合理應(yīng)用可以為工作人員提供三維立體化參考模型,為決策者提供決策參考依據(jù)。可以說，BIM技術(shù)大大節(jié)約公路工程設(shè)計成本，有利于工程管理的信息化發(fā)展。由此可見，BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用前景。