張牧

（浙江杭紹甬高速公路有限公司，浙江 寧波315024）

1 引言

近年來(lái)，BIM 技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，尤其在解決不同專業(yè)間的碰撞問(wèn)題上，大大提高了設(shè)計(jì)效率，加快了工程施工進(jìn)度。目前，城市建設(shè)中地下管線與公路的碰撞問(wèn)題主要還是通過(guò)二維圖紙進(jìn)行分析，在地下管線類型單一、管線分布情況簡(jiǎn)單的情況下，問(wèn)題是可以得到解決的，但是面對(duì)地下管線類型繁多、管線分布復(fù)雜的情況時(shí)，利用二維圖紙?zhí)幚淼叵鹿芫€問(wèn)題，往往耗費(fèi)大量時(shí)間，且不能保證所有的碰撞都被發(fā)現(xiàn)，遺漏和記錄錯(cuò)誤的情況時(shí)有出現(xiàn)。將BIM 技術(shù)用于處理公路建設(shè)中的地下管線問(wèn)題，可快速構(gòu)建地下管線與公路的三維模型，在集成環(huán)境下查找模型之間的沖突，發(fā)現(xiàn)模型間的碰撞問(wèn)題，并以報(bào)表的形式導(dǎo)出碰撞信息，達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的，為工程建設(shè)提供技術(shù)支持[1，2]。

2 BI M模型建立

2.1 地下管線模

地下管線模型的建立可采用Microstation 平臺(tái)，以地下管線成果表為數(shù)據(jù)源，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)地下管線模型的自動(dòng)化創(chuàng)建。地下管線成果表的關(guān)鍵字段信息可以總結(jié)為2 類：一類為描述管點(diǎn)本身的點(diǎn)狀信息；另一類為描述管點(diǎn)與管線連接關(guān)系的線狀信息。地下管線成果表中的管點(diǎn)編號(hào)、管線點(diǎn)類別、平面坐標(biāo)、高程和埋深用來(lái)確定空間上的點(diǎn)位和點(diǎn)形態(tài)，連接點(diǎn)號(hào)、管徑或斷面尺寸、管線點(diǎn)類別用來(lái)確定管點(diǎn)與管點(diǎn)的連接形態(tài)。各類管線模型的顏色按相應(yīng)規(guī)范分別賦予，各類管線模型如圖1 所示。

圖1 管線三維模型

2.2 公路模型

2.2.1 路基模型

路基模型的建立可采用Open Roads Designer（ORD），實(shí)現(xiàn)對(duì)路面和路基邊坡的快速創(chuàng)建。首先將含有路線數(shù)據(jù)的文件導(dǎo)入平臺(tái)中生成路線模型，并以路線為參考，在創(chuàng)建橫斷面模板時(shí)進(jìn)行參數(shù)約束和規(guī)則設(shè)置，然后根據(jù)橫斷面模板構(gòu)建時(shí)設(shè)定的規(guī)則選擇性放坡，最后對(duì)規(guī)則設(shè)置中的參數(shù)調(diào)整和約束，控制路面加寬及超高，實(shí)現(xiàn)整條路段的路基模型構(gòu)建，路基模型如圖2 所示。

圖2 路基模型

2.2.2 橋梁模型

橋梁建模軟件可采用Open Bridge Modeler(OBM)，模型建立流程可歸納為：（1）在OBM 中新建模型，參考包含橫斷面和縱斷面信息的路線模型；（2）進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)（橋面板、箱梁、小箱梁、空心板、鋼梁、橫撐架等）橫截面設(shè)計(jì)和下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺(tái)等）模型的構(gòu)建，設(shè)定模板參數(shù)，調(diào)整OBM 中已有下部結(jié)構(gòu)的參數(shù)，快速構(gòu)建全線下部結(jié)構(gòu)模型，并儲(chǔ)入模板庫(kù)中；（3）根據(jù)實(shí)際情況選擇橋梁類型，確定布跨線位置；（4）選擇相應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)組件模板布置橋梁上部模型；（5）放置橋梁下部結(jié)構(gòu)組件模型；（6）設(shè)置上部結(jié)構(gòu)模板中的參數(shù)，控制橋梁的超高，完成OBM 中橋梁模型的創(chuàng)建，橋梁模型如圖3 所示。

圖3 橋梁模型

3 模型應(yīng)用

3.1 模型集成

因地下管線模型的建模環(huán)境與公路模型的建模環(huán)境都是基于Bentley 公司的建模平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)都以DGN 格式存儲(chǔ)，所以可以很方便地將管線模型與公路模型集成。只需以其中一個(gè)建模平臺(tái)作為集成平臺(tái)，將另一個(gè)平臺(tái)的模型以參照的方式加載即可。如以Microstation 平臺(tái)為集成平臺(tái)，公路模型以參照的形式加載，如圖4 所示。

圖4 管線模型與公路模型集成

3.2 碰撞檢查

模型集成后，可通過(guò)BIM 平臺(tái)的碰撞檢查功能實(shí)現(xiàn)模型要素之間的碰撞，解決公路設(shè)計(jì)過(guò)程中的地下管線問(wèn)題。根據(jù)管線類型的重要性，可設(shè)置不同的碰撞距離和碰撞對(duì)象。當(dāng)碰撞距離為0 m 時(shí)，為直接碰撞；當(dāng)碰撞距離大于0 m 時(shí)，為間接碰撞。碰撞檢查除可實(shí)現(xiàn)各類地下管線模型之間的碰撞，還可以實(shí)現(xiàn)地下管線模型與公路工程模型之間的碰撞，滿足不同的碰撞需求，并將碰撞結(jié)果以碰撞報(bào)告的形式輸出，如圖5所示。

圖5 碰撞檢查

4 結(jié)語(yǔ)

公路建設(shè)中的地下管線通過(guò)BIM 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)與公路模型的集成分析，尤其是碰撞檢查功能可快速查找出模型之間的沖突，為設(shè)計(jì)人員提供更快、更準(zhǔn)、更全面的管線碰撞數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)公路建設(shè)，為管線遷改和安全施工提供依據(jù)。