■詹 健 ■中國(guó)水利水電十三局，天津 300384

BIM 技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中成為了潮流和趨勢(shì)，具有先進(jìn)、智能化的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域凸現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，它由最初的建筑信息建模意義延伸為新型的設(shè)計(jì)理念，伴隨著日益增多的非直上直下式的創(chuàng)新建筑群體，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足其需求，顯現(xiàn)出制約性和落后性的弱勢(shì)，而BIM 則迎合了這一發(fā)展契機(jī)，在日益發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域凸現(xiàn)出其解決復(fù)雜問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)所在，尤其在市政道路設(shè)計(jì)和市政管線設(shè)計(jì)方面，具有二維設(shè)計(jì)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

1 BIM 技術(shù)概述及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

BIM 技術(shù)以最新的工程信息化技術(shù)而出現(xiàn)在人們的視野，它綜合了項(xiàng)目的所有信息，并通過(guò)智能化、數(shù)字化的信息仿真模擬系統(tǒng)，將這些信息用于模型整合之中，廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建筑、管理等領(lǐng)域，它以其可視化、協(xié)同性、模擬仿真化的特點(diǎn)，應(yīng)用于集成設(shè)計(jì)和管理環(huán)境中，極大地規(guī)避了設(shè)計(jì)、建筑風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)效率。

BIM 技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用由建筑行業(yè)延伸至設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、工程施工管理等領(lǐng)域，牽涉面廣，成為了新型的技術(shù)和理念，同時(shí)，這一技術(shù)應(yīng)用于市政規(guī)劃中，也是其應(yīng)用趨勢(shì)所致，其中市政規(guī)劃中的道路建設(shè)和管線設(shè)計(jì)是重點(diǎn)應(yīng)用部分，然而，目前在市政規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)用BIM 技術(shù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還未成熟，出現(xiàn)了一些損耗和資源浪費(fèi)或重復(fù)利用等問(wèn)題，而在市政規(guī)劃中應(yīng)用BIM 技術(shù)，則可以綜合相關(guān)市政道路建設(shè)、管線信息等，使平面的市政規(guī)劃設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為立體式的、三維狀態(tài)下的設(shè)計(jì)，從而極大地避免資源損耗和浪費(fèi)。伴隨著市政規(guī)劃的規(guī)模加大，設(shè)計(jì)難度也日益增大，BIM 技術(shù)的應(yīng)用要面向市政建設(shè)全過(guò)程，以其強(qiáng)大的數(shù)字化分析和模擬功能，進(jìn)行信息的調(diào)整和論證、檢查等實(shí)踐，有助于提升設(shè)計(jì)之中的協(xié)同性，提高了專業(yè)化設(shè)計(jì)的安全性能。

2 BIM 技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

2.1 凸現(xiàn)設(shè)計(jì)主題，表達(dá)設(shè)計(jì)意圖

在市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)的規(guī)劃中，由于其環(huán)境復(fù)雜、影響因素較多，因而，沿用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)不利于問(wèn)題的簡(jiǎn)化，在平面的設(shè)計(jì)之下也無(wú)法突出設(shè)計(jì)主題，甚至在平面設(shè)計(jì)中會(huì)對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)造成遺失，導(dǎo)致不必要的誤解和扭曲。因而，新型BIM 技術(shù)則利用三維數(shù)字化的建構(gòu)模型，對(duì)市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)的復(fù)雜內(nèi)容信息進(jìn)行綜合，并對(duì)各項(xiàng)子項(xiàng)目和子模型進(jìn)行細(xì)化的區(qū)分，這樣，在清晰的自定義參數(shù)下，BIM 技術(shù)可以清楚地描述市政規(guī)劃各項(xiàng)信息，從而真實(shí)地表達(dá)出市政規(guī)劃的設(shè)計(jì)意圖。

由此可見，對(duì)于復(fù)雜程度越高的行業(yè)，其問(wèn)題的復(fù)雜性越為突出。伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程腳步的加快，市政規(guī)劃范圍內(nèi)的高架互通等立體復(fù)雜問(wèn)題越來(lái)越多，BIM 技術(shù)的三維設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)則較好地解決了這一問(wèn)題。

2.2 無(wú)可比擬的模擬仿真分析功能

在BIM 技術(shù)下，它可以借助三維立體形式，展現(xiàn)出直觀的市政規(guī)劃道路完成情況，并且在直觀的、三維的狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整和方案論證，它的模擬仿真模型有助于設(shè)計(jì)人員盡早發(fā)現(xiàn)偏差和存在的問(wèn)題，并進(jìn)行三維模型調(diào)整，具有自動(dòng)而高效的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。同時(shí)，在BIM 技術(shù)下，由于其建構(gòu)模型涵蓋了所有的信息，因而可以為仿真模擬操作進(jìn)行強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)達(dá)成分析效果。

2.3 工程量的精準(zhǔn)計(jì)算優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，是基于平面結(jié)構(gòu)的斷面法設(shè)計(jì)模式，對(duì)于道路的土方工程和路面工程、管線工程的計(jì)算有較大的誤差，而在BIM 技術(shù)模式下，它可以通過(guò)立體的三維設(shè)計(jì)方式，對(duì)路基、地形變化等曲面進(jìn)行幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算，并且保證在子模型下的精確計(jì)算。

2.4 協(xié)同解決問(wèn)題的功能性

在市政工程領(lǐng)域內(nèi)，規(guī)模和難度日益加大，項(xiàng)目工程已經(jīng)不是單項(xiàng)工程，而需要協(xié)作式的、不同專業(yè)之間的協(xié)作，這就要求設(shè)計(jì)工具要具有協(xié)同性功能，在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式下，主要依靠“分圖層”拷貝、粘貼的方式加以控制，僅能夠解決較低層次的協(xié)作問(wèn)題，對(duì)于精細(xì)化的問(wèn)題則無(wú)能為力。而在BIM 技術(shù)下，其信息模型由多個(gè)子模型構(gòu)成，各個(gè)子模型之間具有較低的耦合性，因而可以分配給不同的部門進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同效用。

3 BIM 技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用思考

3.1 BIM 技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用原理及方法

在市政道路設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)工程中，要對(duì)城市道路、給排水、電力、燃?xì)獾裙こ踢M(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，規(guī)劃設(shè)計(jì)之初要先對(duì)城市的周圍建筑進(jìn)行詳細(xì)的了解，對(duì)已有構(gòu)筑體的信息要進(jìn)行數(shù)字化處理，分析其存在狀態(tài)和分布區(qū)域，在此前提之下，才能進(jìn)行BIM 技術(shù)下的市政道路、管線規(guī)劃設(shè)計(jì)。具體實(shí)施應(yīng)用如下。(1)對(duì)已經(jīng)存在的構(gòu)筑物進(jìn)行全面的了解，要將區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有構(gòu)筑物信息進(jìn)行數(shù)字化儲(chǔ)存，主要包括:幾何信息和屬性信息兩部分，并且將這些已有構(gòu)筑物的初始信息進(jìn)行可視化顯示，并進(jìn)行軟件技術(shù)分析。(2)BIM 技術(shù)下的軟件環(huán)境協(xié)同設(shè)計(jì)。在初始構(gòu)筑物信息的可視化顯示狀態(tài)下，可以利用軟件判斷這些橋梁、涵洞、高架樁基等構(gòu)筑物的各項(xiàng)指標(biāo)，包括:構(gòu)筑物相鄰距離的遠(yuǎn)近、碰撞和交叉情況、管線預(yù)定位置的埋設(shè)情況等，進(jìn)行軟件技術(shù)的比對(duì)分析，最終形成交通工程和管線工程的協(xié)同合并化結(jié)果。(3)BIM 技術(shù)下的規(guī)劃調(diào)整。城市道路和管線規(guī)劃設(shè)計(jì)，要在初始信息的軟件支持下，以城市道路工程量和管線工程量為依據(jù)，計(jì)算規(guī)劃設(shè)計(jì)方案中的造價(jià)，以造價(jià)為導(dǎo)向，對(duì)原構(gòu)筑物進(jìn)行適宜的空間位置調(diào)整，以達(dá)到城市道路設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。(4)BIM 技術(shù)下的規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果獲取。在BIM 技術(shù)的三維可視化信息之下，加以施工平面圖和縱橫斷面圖的區(qū)分標(biāo)注，以利于后期階段的“微調(diào)”過(guò)程，在此自動(dòng)化的處理之后，即可生成相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果，為其后的道路、管線維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)參考。

3.2 BIM 建構(gòu)模型確立

應(yīng)用BIM 建構(gòu)模型進(jìn)行市政道路、管線規(guī)劃設(shè)計(jì)，首先要選擇相應(yīng)的建模軟件系統(tǒng)，目前應(yīng)用較多的是ArchiCAD 軟件中的SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)管理，它有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的強(qiáng)大的渲染表現(xiàn)功能。在這一數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具下，事先都要設(shè)置好“圖層”和“樓層”，并且根據(jù)不同的市政道路模型，深化設(shè)計(jì)市政管線的復(fù)雜橫斷面，在人機(jī)交互的界面下進(jìn)行立體狀態(tài)的調(diào)整，根據(jù)市政工程量確定最終的施工圖信息。

3.3 體現(xiàn)市政無(wú)障礙設(shè)計(jì)

市政道路和管線規(guī)劃設(shè)計(jì)中，還可以體現(xiàn)市政無(wú)障礙設(shè)計(jì)理念，為一些傷病患者、推車孕婦、小孩、殘疾人等弱勢(shì)人群提供方便，促進(jìn)市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)的人性化設(shè)計(jì)理念。在市政道路管線規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以在BIM 技術(shù)的應(yīng)用之下，整合各種資源，系統(tǒng)化地為無(wú)障礙設(shè)計(jì)提供保障，促使市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)無(wú)障礙效用的實(shí)現(xiàn)，為社會(huì)城市環(huán)境輸入更為安全、實(shí)際的元素。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，市政道路和管線規(guī)劃設(shè)計(jì)要在新的BIM 技術(shù)創(chuàng)新理念下，利用不同軟件下的協(xié)同方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在BIM 建模過(guò)程中，對(duì)市政道路和管線規(guī)劃設(shè)計(jì)中的信息進(jìn)行數(shù)字化的存儲(chǔ)，并在離線和在線兩種狀態(tài)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出，在可視化的、三維顯示下，深化市政道路和管線設(shè)計(jì)，在市政建設(shè)規(guī)模不斷加大的趨勢(shì)下，擺脫傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的束縛，用革新的三維設(shè)計(jì)推動(dòng)市政道路和管線規(guī)劃，創(chuàng)建市政精品項(xiàng)目工程，在軟件系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)下進(jìn)行科學(xué)布局、合理發(fā)展，實(shí)現(xiàn)市政道路和管線規(guī)劃下的資源整合。同時(shí)，為后續(xù)的市政運(yùn)營(yíng)維護(hù)等工作提供數(shù)據(jù)參考依據(jù)，創(chuàng)建美麗市政。

［1］金祥月.市政道路項(xiàng)目施工質(zhì)量控制探討［A］.河南省土木建筑學(xué)會(huì)2010 年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集［C］.2010.

［2］李瑞芳，張利偉.市政道路工程施工管理［A］.土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)(第15 卷)［C］.2011.