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BIM在城市道路设计中的应用探讨

范文

李然

摘要：交通工程是城市发展的先行官，城市道路工程是交通工程的重要组成部分。近年来随着城市化进程的推进，城市道路工程也得到了极大的发展，城市道路工程项目也引入了多种先进的科学技术，BIM技术作为其中一种，不仅可以应用到城市道路工程管理中，也可以应用到城市道路施工、设计中，极大的提升了工程的管理水平，也提高了工程施工效率，使城市道路设计更具可实施性。就此，本文对BIM在城市道路设计中的应用展开探讨，仅供参考。

关键词：BIM技术;城市道路设计;技术应用探讨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.051

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术的内涵

BIM技术，即“建筑信息模型”，主要指的是将关于建筑工程项目的信息集于三维模型中，并全面贯彻落实到建筑工程项目的全过程中，BIM技术不仅可以应用到建筑工程管理中，能够更加准确的对建筑工程项目进行管理，还可以应用到建筑工程的施工、设计中，BIM技术所具有可视化、协调性等特点，极大地提升了建筑工程项目施工、设计水平。

市政道路设计中BIM技术应用软件主要有Revit、Bentley、ArchiCAD、EiCAD及路立德等。

1.2 BIM技术的特点

BIM技术的特点主要有可视化、协调性、优化性、模拟性、协同性。具体见表1。

2 BIM在城市道路设计中的应用分析

城市道路设计直接关系到城市道路工程后续施工及运行，将BIM技术应用到城市道路设计中，具有多方面的作用，具体体现在以下几个方面：

（1）凸显设计意图。传统的二维设计方法无法实现对设计图纸的可视化呈现，可能会导致设计出来的图纸与预期意图有着很大的区别，将BIM技术应用到城市道路设计中，可以将设计图纸进行可视化呈现，更加凸显设计意图，便于后续施工应用。

（2）模拟和分析能力更加强大。城市道路工程项目涉及的内容较多，BIM技术所具有的模拟性可以对所要设计的城市道路项目进行模拟，对相关信息进行分析，将设计出来的城市道路图纸进行施工模拟，对施工过程中可能出现的问题进行分析，不仅可以减少实际施工所遇到的问题，还能提升了施工效率，提高施工资源的有效应用。BIM技术通过建立三维工程模型，并借助数字化技术，能够为工程三维模型提供更加全面、完整的信息，丰富信息数据库。图1为道路BIM三维模型系统的结构图。对于道路BIM三维模型系统而言，其构成要素涉及了多个方面，有桥梁、隧道、轨道交通等，需要将这些要素集中体现在一个完整模型系统中，在构建完整模型系统过程中，需要以实际情况为依据，采用分割以及归并的方式来单独构建模型，再加以整合拼接，还要增加相关分析模块等方式，以构建出一个完整的模型系统。

（3）工程量计算精确度更高。在城市化进程的推进下，城市道路工程项目规模越来越大，涉及的内容也越来越多，工程项目也越来越复杂，工程施工环节众多，使得城市道路工程建设工程量也很大，传统的二维设计方法在面对复杂的城市道路工程时，在进行工程量计算时，常存在计算准确度不高的情况，设计误差较大，影响城市道路工程的后续施工质量。利用BIM技术，将各种数据输入到模型中，极大的提升了工程量计算精确度，数据准确度高，为后续施工起到有效指导作用。

（4）协同效果更强。城市道路工程项目服務于城市发展，城市道路工程项目不仅要关注于道路工程，还要关注于给排水工程、燃气工程，利用BIM技术将各种信息整合于一个三维模型信息数据库中，不仅设计人员之间可以进行沟通、交流，设计人员还可以与施工人员、管理人员进行沟通、交流，实现各个环节之间的有效沟通、交流，使各方人员可以基于BIM进行协同工作，实现对城市道路工程项目的优化，使复杂的问题变得更为简单化，提升城市道路设计水平，确保城市道路工程施工的有序开展，使城市道路工程后期运行更加稳定、安全。

3 BIM在城市道路设计中的具体应用

3.1 地形地势分析

在进行城市道路设计时，首先需要对项目所在区域的地形图进行处理，地形图的精度越高，所提取的数字信息越准确，设计中所采用的地形图比例一般不低于1：500。利用BIM软件的地形处理功能建立3D模型时，需要对地形图中的高程点、等高线及现状构筑物等信息进行采集，有时为了达到更高的工程精度，还需要对关键路段进行人工测量，并将测量信息导入到模型中，根据导入的数据信息建立3D模型，然后进行高程分析，为后续BIM技术的应用提供基础。BIM地形地势模型图如图2所示。利用BIM技术对城市道路的地形地势进行有效分析，使城市道路设计更加契合现状地形地势，确保后续设计工作顺利进行。

3.2 BIM技术应用于地下管线的综合设计

城市道路工程项目包含众多地下管道，常见的主要有给水管、排水管、电力管、燃气管及热力管等，有些改造项目既有新建管道还有一些现状管道，各种管道埋深不一致，错综复杂，横过路管很容易出现高程干扰，给施工带来极大的不便。在地下管线施工时，需要提前了解地下管线相关资料，包括管线的种类、管径、走向等，利用BIM技术可以进行地下管线的排布模拟，并精确定位管线高程，避免了在施工阶段出现高程干扰、漏埋套管、预埋位置不当等问题，有效的减少工程变更，降低工程成本。

3.3 道路路线设计

在城市道路设计中，路线设计尤为重要，路线是整个道路设计的灵魂，路线不仅决定了道路的走向，同时也影响着工程造价。道路路线设计时，首先根据道路交通规划，将道路中心线导入到已经完成的三维地形图中，并与之精准结合，然后根据模型中现状地形地貌进行线路分析，并进行优化处理，使其具备经济技术指标较高，可实施性强等特点。设计完成后，还需要多次检查，以确保道路设计图纸能适用于实际施工。

3.4 道路横断面、纵断面的设计

随着城市化进程的推进，城市规模不断擴大，对于道路横断面、纵断面的设计要求也越来越高。具体来说，道路横断面的设计内容众多，需要根据城市道路等级和使用功能进行设计。在横断面设计时，首先利用BIM技术可以预测交通量的特点，进行近远期交通运行模拟数据分析，根据预测交通量，确定科学、合理的路面结构层及车行道宽度，然后进行横断面建模，横断面建模时，利用软件自带的标准组件进行组合，也可以自定义装配组件，使其与设计要求相吻合。道路纵断面的设计依照3D地形地势模型，采集现状地面高程数据，构建出道路中心线的原地面线，并参照城市道路工程设计规范标准，进行道路纵断线的绘制工作。在完成纵断面设计绘制工作后，要查看整个设计自动生成的相关要素，并做好保存工作。如果不符合要求，要重新编辑，对相关参数进行修改，直到满足相关规范的要求。

3.5 BIM技术应用于工程量统计

城市道路工程建设中，从勘察设计到施工期间需要涉及的内容较多，施工区内的地形地貌变化较为频繁，工程量统计工作较为复杂，工程量统计的精度关系到城市道路工程造价。利用BIM技术可以精准的进行工程量统计工作，通过软件分析，迅速提出工程量，最终获得相应的工程量清单，使工程量计算更加准确，确保城市道路工程造价的准确性，实现对城市道路工程建设投资的有效控制。

4 BIM在城市道路设计应用中的问题与建议

当前，BIM技术在实际的城市道路设计应用中，还存在诸多的问题，辅助分析软件技术还满足不了现代工程项目建设需求，在进行BIM技术建模时，每次都需要建立新的模型，这不仅极大地增加了工作量，还提高了设计成本。另外，行业中还没有制定明确的标准。因此，在今后的发展过程中，要制定行业评价标准以及成果提交标准，并在应用过程中，不断的进行优化、完善，实现对BIM成果的量化评价。加大对相关辅助软件的开发支持力度，实现“一次建模，多次使用”，避免由于重复建模，增加工作量及设计成本。加大对BIM技术的推广应用，可以通过示范性工程，将应用BIM技术的城市道路工程与应用传统设计方法的城市道路工程相比较，突出BIM技术的优势，使全行业认识到BIM技术应用所带来的实际效益，进而将BIM技术更好地推进到全行业之中。

5 结语

综上所述，在现代化社会发展背景下，城市道路工程不仅是城市化发展建设的重要组成部分，也对于城市化发展建设起到了极大的推动作用，并且还关系到人们的生产、生活，关乎人们的出行安全，也能体现出一个城市的形象。BIM技术近年来在建筑工程项目中有了广泛的应用与发展，将BIM技术应用到地形地势分析、地下管线的综合设计、道路路线设计、道路横断面、纵断面设计、工程量统计分析等方面，极大地提升了城市道路设计水平。但是，BIM在城市道路设计应用中，还存在诸多问题，需要在今后的发展中，不断加强应用与研究，实现BIM与城市道路设计的有效融合，并推广到全行业中。

参考文献：

[1]王爱针.BIM在城市道路设计中的应用探讨[J].山东工业技术，2019（02）：125.

[2]袁杰.浅谈BIM技术在城市道路设计中的应用[J].中国标准化，2018（12）：113-114.

[3]武晓月.BIM技术在城市道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（17）：143.

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