劉澤泉 劉曉佳

摘要 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，BIM作為一種新的技術在建筑、市政工程領域發(fā)揮著愈來愈大的作用。在國內(nèi)外大力發(fā)展BlM技術的前提下，文章采用Bentley（奔特力）系列軟件以城市快速路項目為依托，探索了BIM技術在市政道路設計中的應用，實現(xiàn)凈空分析、視距分析、遷改分析、施工監(jiān)控等BIM應用，對BIM技術在市政道路設計中的應用具有一定意義，并推動BIM技術在市政道路設計中應用及發(fā)展。

關鍵詞 BIM技術;市政道路;BIM 應用

中圖分類號 U412.37 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0096-03

收稿日期：2022-04-27

作者簡介：劉澤泉（1988—），男，本科，研究方向：道路與交通。

0 引言

隨著我國基礎建設的發(fā)展，工程項目數(shù)量增多，工期要求縮短，質量要求提高，對設計方式的要求日益增高。傳統(tǒng)的二維平面設計無法直觀展示三維效果，弊端日益凸顯。新形勢下，智能化三維設計、精細化設計和管理已成為趨勢。[1]BIM作為新興的三維設計和管理技術，彌補了二維設計的不足，在工程的設計、施工、維護中起到積極的作用，推動著設計方式的變革。

1 項目概況

該項目主線道路等級為城市快速路，道路紅線寬40 ～60 m，雙向6車道，道路設計全長為2 949 m，其中高架橋段全長 2 461.4 m。輔道道路等級為城市次干道，道路紅線寬60 m，雙向6車道，道路設計全長為1 288.818 m?，F(xiàn)狀道路路基寬度為35 m。拓寬改造工程內(nèi)容包括道路工程、排水工程、橋梁工程、景觀綠化工程、交通工程、照明工程、海綿城市等[2]。

2 BIM建模

2.1 技術路線

項目應用Bentley（奔特力）系列軟件完成BIM 設計，以實現(xiàn)項目的三維展示、二維出圖、工程量統(tǒng)計核算以及施工指導等功能（圖1）。

具體技術路線為：道路建模使用PC（Power Civil），橋梁建模使用OBM（Open Bridge Modeler），橋梁附屬設施建模使用MS（MicroStation），部分結構工程計量使用PS（Prostruc-ture），主要路橋模型工程計量使用PC和OBM[3]。

2.2 創(chuàng)建地形

傳統(tǒng)二維設計以數(shù)字展示高程，在三維空間上的表達存在較大的局限性，且二維地形圖無法直觀展示項目周邊建筑、現(xiàn)狀道路及景觀等環(huán)境元素。

2.3 道路創(chuàng)建

道路建模使用PC（Power Civil）軟件，在各專業(yè)共享的平臺上進行道路中心線、縱斷面、橫斷面、路基路面設計。BIM模型實時更新，實時進行工程量統(tǒng)計，其他專業(yè)（綠化、排水等）根據(jù)道路共享BIM模型完成該專業(yè)BIM設計，道路專業(yè)可同時看到其他專業(yè)的共享BIM模型，從而進行該專業(yè)的更新，最終完成快速路BIM模型的設計任務。

2.4 橋梁創(chuàng)建

橋梁建模使用OBM（Open Bridge Modeler）軟件，采用參數(shù)化布跨的方法。首先，根據(jù)現(xiàn)有設計資料，結合道路、交通、地質等專業(yè)的BIM模型，進行方案設計，根據(jù)方案結果建立橋梁專業(yè)BIM模型;然后，在前期橋梁方案模型的基礎上，根據(jù)初設階段的基礎資料，進行模型的整合、深化及數(shù)字化分析，進一步深化模型。

2.5 附屬設施創(chuàng)建

利用MicroStation完成橋梁附屬設施（聲屏障及路燈）及交通標牌等設施設計，建立項目標準化族庫（圖2）。

3 BIM設計應用

（1）正向設計出圖。對于復雜的三維構筑物，二維圖紙往往難以直觀地展示設計意圖，給施工造成困擾，甚至使施工偏離設計意圖。而BIM的三維可視化模型能夠非常直觀地展現(xiàn)立體構筑物，傳達設計意圖。為了打通設計與施工間的溝通障礙，該項目積極探索BIM正向設計和BIM出圖，力求用三維的方式表達設計意圖，傳遞設計思路[4]。

經(jīng)過嘗試與研究，該項目解決了大部分構造的正式設計出圖問題。

（2）碰撞檢查。在項目應用階段，通過將道路、管線、橋梁等專業(yè)BIM模型疊加整合，可實現(xiàn)直觀檢查管線、樁基等元素與構筑物的空間位置關系，對存在碰撞的位置及時作出調(diào)整。比如通過建立橋梁上部結構預應力管道模型和鋼筋模型，核查鋼筋與管道碰撞，做出適當調(diào)整，為施工提供方便（圖3）。

（3）凈空視距檢查。利用三維模型具有可視化的特點模擬行車視角中的視距區(qū)域，從而復核視距范圍內(nèi)是否存在障礙物。該項目運用OpenRoads的視距分析功能進行道路的視距分析，進而可以優(yōu)化調(diào)整道路線型及橋梁布跨方案[5]。

（4）工程量復核。通過BIM三維模型提取的工程量與二維施工圖統(tǒng)計工程量對比可知：橋梁專業(yè)BIM設計工程量與傳統(tǒng)二維設計工程量相比，誤差在1%左右，道路專業(yè)BIM設計工程量與傳統(tǒng)二維設計工程量相比，誤差在2%左右（表1、表2）。

（5）征地拆遷復核。將三維BIM模型疊加到傾斜攝影獲取的地形圖上，可直觀地復核道路紅線范圍、用地情況、征地拆遷，從而可以優(yōu)化項目設計方案，節(jié)約工程投資。

（6）現(xiàn)場施工放樣賦予BIM模型GIS坐標，可以快速計算出構筑物坐標，復核后可指導施工（圖4）。將BIM模型與三維實景疊加，可以進一步復核設計與現(xiàn)狀相結合的情況，提高放樣精度，避免發(fā)生重大失誤。

4 創(chuàng)新點與難點分析

（1）使用Bently軟件對BIM在市政道路橋梁設計與施工中的應用做出了探索。通過探索可知，Bently軟件能夠進行三維地形模擬、異型混凝土結構建模、鋼箱梁結構建模等三維設計和展示，且設計效率較其他BIM軟件要高，可基于BIM模型進行性能分析及設計展示，進而優(yōu)化設計成果。并為現(xiàn)場施工提供可視化指導。

（2）橋梁參數(shù)化建模及參數(shù)化布跨的方法可避免因工程的調(diào)整而反復建模，能夠較好地適應方案的調(diào)整，節(jié)省工作時間，提高工作效率。

（3）探索了市政路橋BIM正向設計方法，積極推動BIM技術在路橋設計、施工中的應用。

（4）將三維傾斜攝影技術應用于路橋的BIM設計中，為項目征地拆遷、施工監(jiān)控及測量提供保障，但傾斜攝影技術采集的數(shù)據(jù)信息量過大，對于硬件配置及軟件功能均有很高的要求，需要進一步尋求更有效快捷的方法，以便于大面積推廣使用。

（5）道路工程涉及專業(yè)多，面積廣，BIM族庫復雜，建立和完善路橋BIM族庫需要較長時間。

5 結語

BIM技術作為一種新興技術正在改變著市政路橋設計的傳統(tǒng)思想與方法，將傳統(tǒng)的平面二維設計技術提升為立體的三維設計，克服傳統(tǒng)二維設計的弊端，有利于直觀地感受設計成果、發(fā)現(xiàn)設計缺陷、及時改正設計錯誤，可提升設計效率與質量，為施工提供指導。

參考文獻

[1]王雨蒙. BIM技術在快速路工程中的應用[J]. 城市道橋與防洪， 2017（4）： 226-229.

[2]鄭華海， 劉勻， 李元齊. BIM技術研究與應用現(xiàn)狀[J]. 結構工程師， 2015（4）： 233-241.

[3]張楚俊， 龔小雙. BIM技術在橋梁建設中的應用[J]. 交通科技， 2017（1）： 97-99.

[4]陳前， 張原. 淺談BIM技術及其應用[J]. 價值工程， 2012（23）： 61-62.

[5]龍騰， 唐紅， 吳念， 等.BIM技術在武漢某高架橋工程施工中的應用研究[J]. 施工技術， 2014（3）： 80-83.