趙銀柱

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

市政路橋設(shè)計(jì)的好壞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一就是該路橋是否最大程度上為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活提供了便利和安全保障，因?yàn)檫@涉及人們最關(guān)心也是最重要的需求。將市政路橋的設(shè)計(jì)工作與城市整體建設(shè)工作有機(jī)整合為一個(gè)整體，使得先進(jìn)的市政路橋設(shè)計(jì)與其他城市功能相輔相成，真正落實(shí)為人民的生活提供便利的服務(wù)工作，展現(xiàn)優(yōu)秀先進(jìn)市政路橋設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，樹立先進(jìn)的城市文化形象。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息化技術(shù)為制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的優(yōu)勢(shì)。在以往的發(fā)展過(guò)程中，信息技術(shù)與制造技術(shù)的革新已成為一個(gè)重要課題。BIM 是一種廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字技術(shù)，BIM 技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了路橋工程從平面到三維的轉(zhuǎn)換。利用數(shù)字技術(shù)建立了實(shí)用的三維建模信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將工程施工所需的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，空間到平面的三維顯示得以實(shí)現(xiàn)。BIM 技術(shù)的合理運(yùn)用，能有效地縮短整個(gè)工程的運(yùn)行周期，降低投資，提高工程建設(shè)的質(zhì)量，BIM 技術(shù)在市政路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果如圖1 所示。

圖1 BIM 技術(shù)在市政路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果

1 市政路橋設(shè)計(jì)理念現(xiàn)狀分析

（1）從微觀角度來(lái)看，城市設(shè)計(jì)工作必須充分滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蛙囕v出行的安全要求，市政路橋設(shè)計(jì)是解決日常出行的交通安全、堵塞問題，解決交通設(shè)施的合理排列放置問題，解決頻發(fā)特殊天氣情況下靈活應(yīng)對(duì)問題等。

（2）從宏觀角度來(lái)看，市政路橋設(shè)計(jì)的最大價(jià)值是保證整個(gè)城市交通高效順暢，避免路橋關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的頻繁多發(fā)意外交通堵塞等問題。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)村人口大量涌入城市，這也就導(dǎo)致城市增加了大量的交通流量，現(xiàn)有的市政路橋系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)對(duì)超負(fù)荷的流量，矛盾逐漸激烈。對(duì)于此種情況，相關(guān)路橋設(shè)計(jì)人員需要與時(shí)俱進(jìn)，針對(duì)城市人口量、車流量、不同時(shí)間點(diǎn)的車流量規(guī)律來(lái)實(shí)施多種合理車輛分流方案，完善各種交通設(shè)施，增加配備的相應(yīng)交通輔助人員，積極做好居民出行工作，運(yùn)用多種辦法來(lái)解決市政路橋出現(xiàn)的種種問題[1]。

（3）總體來(lái)看，市政路橋設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)工作不僅僅是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，它需要與城市規(guī)劃工作相融合相統(tǒng)一。市政路橋設(shè)計(jì)效果如圖2 所示。

圖2 市政路橋設(shè)計(jì)效果

2 BIM 技術(shù)概述

在市政路橋設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)規(guī)范條文進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表達(dá)，要熟悉BIM 模型的深度需求。BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和模型準(zhǔn)備的相關(guān)方法，對(duì)于城市信息模型的發(fā)展和建造來(lái)說(shuō)具有很好的積極作用，通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)的路橋設(shè)計(jì)相關(guān)工作進(jìn)行完善和改進(jìn)，對(duì)于我國(guó)的城市建設(shè)工作來(lái)說(shuō)具有重要的推動(dòng)作用。通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，信息數(shù)據(jù)始終貫穿在BIM 的技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，無(wú)論任何情況下，信息數(shù)據(jù)都是BIM 技術(shù)的核心所在。我國(guó)城市建設(shè)工作在不斷的發(fā)展，路橋信息的模型也在不斷的改進(jìn)和完善。BIM 技術(shù)投入信息化路橋設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠?yàn)槲覈?guó)的城市建設(shè)帶來(lái)很大程度的幫助，BIM 技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠在項(xiàng)目全生命周期當(dāng)中，對(duì)于路橋信息進(jìn)行利用，并可以對(duì)其作出相應(yīng)的管理工作，從而讓路橋項(xiàng)目能夠始終保持在最佳狀態(tài)，避免出現(xiàn)安全事故等問題，除此之外，通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)路橋設(shè)計(jì)進(jìn)行信息化所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的城市建設(shè)工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用工作過(guò)程當(dāng)中，BIM 能夠?qū)⒙窐蛐袠I(yè)諸多環(huán)節(jié)充分的聯(lián)系起來(lái)，并使各個(gè)環(huán)節(jié)工作協(xié)調(diào)互利。通過(guò)對(duì)不同環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析，應(yīng)用到BIM 信息化路橋設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠有效的是這些環(huán)節(jié)所提供的數(shù)據(jù)在路橋全生命周期當(dāng)中得到高效的應(yīng)用。借助BIM 技術(shù)能夠建造一個(gè)可靠的共享信息模型，這種共享信息模型的作用主要在于使各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)和信息不會(huì)發(fā)生交集，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)變得錯(cuò)綜復(fù)雜，也可以有效地提升這些數(shù)據(jù)的信息安全性，避免數(shù)據(jù)流失帶來(lái)安全問題。而BIM 技術(shù)當(dāng)中的信息是否能夠滿足設(shè)計(jì)的規(guī)范以及城市路橋模型是否符合全面性規(guī)范性以及簡(jiǎn)潔性，還需要在路橋設(shè)計(jì)工作完成之前來(lái)對(duì)BIM 模型進(jìn)行準(zhǔn)備[2]。

3 BIM 技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

BIM 技術(shù)在工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。BIM 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有如下優(yōu)勢(shì)。

（1）優(yōu)化了三維渲染技術(shù)對(duì)路橋管理的影響。在道路橋梁設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的平面施工圖或設(shè)計(jì)方案通常都有一些缺陷，這使得人們很難直觀地感受到施工的重點(diǎn)工作和難以處理的地方。借助BIM 技術(shù)，利用3D 渲染技術(shù)，將平面設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)換成三維圖形，便于人們觀察和分析平面設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，也便于施工工藝的完善。

（2）數(shù)據(jù)的快速、高效處理。路橋工程是一個(gè)綜合的、復(fù)雜的體系。在建設(shè)項(xiàng)目中，會(huì)呈現(xiàn)更多的信息，這些信息將直接反映在道路和橋梁的建設(shè)過(guò)程中。但長(zhǎng)期以來(lái)，這些數(shù)據(jù)的利用率很低，難以充分反映工程建設(shè)的實(shí)際情況。在BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)β窐驍?shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集與計(jì)算，為設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供了重要的依據(jù)。

（3）優(yōu)化工程建設(shè)的資源配置，提高工程建設(shè)的效益。BIM 技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，可以使資源更合理、更科學(xué)地配置。通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，它可以控制設(shè)計(jì)中的各種資源和進(jìn)度，并提前準(zhǔn)備和管理相關(guān)材料和機(jī)械設(shè)備，以達(dá)到優(yōu)化的目的，能夠很好地控制資源的利用率，提高整個(gè)項(xiàng)目的持續(xù)時(shí)間和工作效率。

（4）BIM 技術(shù)在工程建設(shè)中的運(yùn)用，能有效地促進(jìn)工程建設(shè)中有關(guān)信息的傳遞，方便快捷地收集有關(guān)資料（包括風(fēng)險(xiǎn)管理、經(jīng)濟(jì)管理）。通過(guò)對(duì)信息的集中處理，可以使工程的分析與管理達(dá)到數(shù)字化，從而有效地提升工程的工作效率[3]。

4 BIM 技術(shù)用于路橋設(shè)計(jì)過(guò)程中的問題

4.1 設(shè)計(jì)企業(yè)投資力度不強(qiáng)

由于一些路橋設(shè)計(jì)單位不熟悉BIM 技術(shù)，仍然采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，所以新技術(shù)被忽視了。因此，設(shè)計(jì)界對(duì)BIM 技術(shù)沒有太多的投資。然而，BIM 技術(shù)的發(fā)展離不開資金的投入，如相應(yīng)設(shè)備的引進(jìn)。針對(duì)目前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，一些路橋設(shè)計(jì)單位認(rèn)為，在BIM 技術(shù)上投入大量資金是不劃算的，在BIM 技術(shù)實(shí)施的初期階段難以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。這些因素使得BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越受到阻礙。BIM 技術(shù)的推廣需要路橋區(qū)域的設(shè)計(jì)單位轉(zhuǎn)變觀念，讓路橋區(qū)域的設(shè)計(jì)單位充分認(rèn)識(shí)到BIM 技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用的好處。

4.2 設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)建設(shè)薄弱

BIM 技術(shù)是一種與數(shù)據(jù)和信息技術(shù)密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在實(shí)踐中，一些路橋設(shè)計(jì)單位為了節(jié)約成本，忽略了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)的建設(shè)。因此，在任何時(shí)候，都有可能有人故意竊取有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的信息。當(dāng)涉及網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)，對(duì)道路和橋梁設(shè)計(jì)單位的數(shù)據(jù)和信息平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，企業(yè)沒有防御能力。在項(xiàng)目建設(shè)中，企業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用和BIM 技術(shù)的快速發(fā)展也會(huì)導(dǎo)致企業(yè)信息管理人員的工作馬虎。

4.3 缺乏政府及相關(guān)行業(yè)的支持

在工程實(shí)踐中應(yīng)用BIM 技術(shù)耗資巨大，在缺乏政府及相關(guān)行業(yè)支持情況下，很多設(shè)計(jì)單位都不愿意投入BIM 技術(shù)的研究和應(yīng)用中來(lái)。

5 BIM 技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 路橋設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，路橋設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的信息化水平逐步提高，BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可視化，即使用相關(guān)的可視化工具逼真地模擬道路和橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)，讓設(shè)計(jì)師從三維角度進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以便更好地展示設(shè)計(jì)效果。

BIM 技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用包括碰撞檢測(cè)。所謂碰撞檢測(cè)，是指BIM 技術(shù)在工程建設(shè)前期的三維可視化功能，可以降低設(shè)計(jì)過(guò)程中的誤差，并且對(duì)管線的布局進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到對(duì)工程的交底與仿真。利用BIM 技術(shù)的三維可視化功能，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)進(jìn)度，進(jìn)行相應(yīng)的施工仿真，使進(jìn)度和規(guī)劃效果得到較好的對(duì)照，有利于設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等部門的有效協(xié)同，有效地增強(qiáng)了設(shè)計(jì)過(guò)程中的信息交流，保證了項(xiàng)目的順利進(jìn)行[4]。

5.2 BIM 技術(shù)在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)基于數(shù)字化技術(shù)。在綜合開發(fā)利用中，數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)成為可能。在模擬功能方面，充分應(yīng)用了各種模擬和數(shù)字結(jié)果。同時(shí)，BIM 技術(shù)的應(yīng)用也必須基于科學(xué)的系統(tǒng)模型，并充分利用BIM 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和采集。根據(jù)不同的輸入信息和工程項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)，建立了完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)字化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、施工、管理、技術(shù)等各個(gè)方面。通過(guò)工程項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行和過(guò)程分析，可以看到設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和控制也是非常重要的。

5.3 BIM 模型的質(zhì)量檢查

在BIM 模型質(zhì)量檢查工作過(guò)程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)，不同的設(shè)計(jì)工作者在利用BIM 模型設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之后，需要對(duì)BIM 模型的設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行全面的審核。而在質(zhì)量審核的工作過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)其專項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。其中主要包括以下3 個(gè)方面。①全面性，主要指的是在進(jìn)行BIM 模型設(shè)計(jì)工作過(guò)程當(dāng)中所包含的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，在這數(shù)據(jù)信息當(dāng)中，主要有幾何維度和相關(guān)關(guān)系的描述。還需要包括整個(gè)完整的項(xiàng)目工程信息，并且確保企業(yè)能夠在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中得到有效的發(fā)揮。②規(guī)范性主要是指在進(jìn)行變模型設(shè)計(jì)軟件的過(guò)程當(dāng)中，要保證其按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)進(jìn)行符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的模型。除此之外，BIM 模型在設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中還需要嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)進(jìn)行，也就是審查規(guī)范性。③在進(jìn)行BIM 模型質(zhì)量檢查工作時(shí)簡(jiǎn)潔性也是十分關(guān)鍵的存在，簡(jiǎn)潔性能夠有效提升BIM 模型質(zhì)量檢查的工作效率。在具體操作的過(guò)程當(dāng)中，主要是指相關(guān)的工作人員在對(duì)模型進(jìn)行信息處理的過(guò)程當(dāng)中要簡(jiǎn)潔，軟件信息如果堆積過(guò)多，會(huì)對(duì)計(jì)算系統(tǒng)造成很大程度的影響，降低了設(shè)計(jì)的工作效率。正因?yàn)槿绱?，在BIM 設(shè)計(jì)工作時(shí)，要盡可能使其符合模型輕量化的相關(guān)需求。為了盡快實(shí)現(xiàn)BIM 模型的信息化設(shè)計(jì)，需要對(duì)實(shí)際路橋工程進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析，規(guī)范條文也需要從相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中提取BIM 模型，完成路橋設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備，可以將相關(guān)模型構(gòu)建的元素信息進(jìn)行針對(duì)性的提取。對(duì)于BIM模型的信息化設(shè)計(jì)工作，主要是利用其規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的相關(guān)規(guī)定和數(shù)據(jù)信息來(lái)和BIM 模型的構(gòu)建元素信息進(jìn)行結(jié)合，并協(xié)調(diào)匹配，從而達(dá)到了模型的標(biāo)準(zhǔn)[5]。

5.4 設(shè)計(jì)完工階段

BIM 技術(shù)能夠根據(jù)路橋材料的尺寸、特性、空間的相互關(guān)系，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，既能確保結(jié)算的進(jìn)度，又能確保計(jì)算的質(zhì)量。例如，BIM 是用來(lái)檢驗(yàn)項(xiàng)目清單的，在所有的地區(qū)都要進(jìn)行檢驗(yàn)。采用“外部清單”的方法，建立基于BIM 技術(shù)的模型，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的對(duì)比分析，并設(shè)定相應(yīng)的偏離率，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢查合格的百分比的自動(dòng)排序，并對(duì)存在的問題進(jìn)行全面的分析，保證項(xiàng)目的有效劃分，有效地查找出疏漏和錯(cuò)誤。

6 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率，還克服了以往設(shè)計(jì)中的一些缺點(diǎn)，對(duì)整個(gè)路橋設(shè)計(jì)行業(yè)有著顯著的推動(dòng)作用。因此，在BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用中，有必要加強(qiáng)對(duì)BIM 技術(shù)的培訓(xùn)，以提高其在工程建設(shè)中的作用。BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和模型準(zhǔn)備以及智慧設(shè)計(jì)的相關(guān)方法，對(duì)于城市信息模型的發(fā)展和建造來(lái)說(shuō)具有很好的積極作用，通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)的模型設(shè)計(jì)相關(guān)工作進(jìn)行完善和改進(jìn)，對(duì)于我國(guó)的城市建設(shè)工作來(lái)說(shuō)具有重要的推動(dòng)作用。