BIM技術(shù)案例分享：BIM如何在公路工程設(shè)計(jì)階段發(fā)力?

BIM技術(shù)案例分享：BIM如何在公路工程設(shè)計(jì)階段發(fā)力?

本文公路工程項(xiàng)目位于某縣城西北部，是該縣城的規(guī)劃范圍，又是“十三五”期間重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：公路中心線設(shè)計(jì)、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面、路線平面縱斷面以及橋梁結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)等。線路全長180.55km，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h，路基寬度30m，雙向6車道，橋涵荷載等級為公路Ⅰ級，建設(shè)周期26個(gè)月，總投資112.55億元。

公路工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本文工程項(xiàng)目作為現(xiàn)行工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)難度較大，按地形劃分主要包括道路工程、涵洞工程

以及橋梁工程。因此，在本文工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段需綜合考慮地勢地形、自然環(huán)境以及水文等方面因素，形成一個(gè)全面信息數(shù)據(jù)體系，將信息整合后通過模擬畫面呈現(xiàn)，這一過程需搜集整理大量信息數(shù)據(jù)和建模技術(shù)。

但由于BIM技術(shù)建模是由多個(gè)過程組合的，尤其是建模成像環(huán)節(jié)，需要消耗更多的時(shí)間與精力，若數(shù)據(jù)缺漏或不準(zhǔn)確，需根據(jù)實(shí)際監(jiān)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整，直至設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。利用BIM技術(shù)建模時(shí)，除要將本文工程項(xiàng)目主體部分通過模型的形式呈現(xiàn)出來外，還要注重加強(qiáng)前期準(zhǔn)備工作、施工材料以及機(jī)械設(shè)備等方面的工作。

BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

1.1前期準(zhǔn)備階段應(yīng)用

本文工程項(xiàng)目前期準(zhǔn)備階段主要包括工程可行性研究與設(shè)計(jì)兩大環(huán)節(jié)，其中設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)又包括初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)工作具有明顯差異性特點(diǎn)。對此，BIM技術(shù)的應(yīng)用亦有區(qū)別，利用BIM可視化可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的遺漏，BIM技術(shù)的協(xié)同性和優(yōu)化性大幅降低了前期準(zhǔn)備階段的工作量。

受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念影響，設(shè)計(jì)方案只能通過等高線的判讀與現(xiàn)場數(shù)據(jù)完成，不能直觀顯現(xiàn)地形、地貌以及地物現(xiàn)狀，對設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平提出了更高要求。BIM技術(shù)不僅方便了本工程項(xiàng)目所在區(qū)域地形與地貌的識(shí)別，更大大提升了項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量與效率。通過BIM技術(shù)創(chuàng)建的地形模型數(shù)據(jù)主要包括DLG、LAS、DEM、TIFF等，以此為基礎(chǔ)完成設(shè)計(jì)工作。由于數(shù)據(jù)信息來源不同，因此數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間的坐標(biāo)系也不盡相同，BIM技術(shù)可將不同數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成一個(gè)整體數(shù)據(jù)信息庫，滿足不同信息需求者的需求。

1.2公路中心線設(shè)計(jì)

本文工程項(xiàng)目中最關(guān)鍵部分是中心線設(shè)計(jì)，中心線設(shè)計(jì)會(huì)受到諸多因素的影響。因此，設(shè)計(jì)過程中需分析了解各因素，利用BIM技術(shù)模擬公路中心線判斷可能發(fā)生的問題，有針對性地找到解決措施，不斷完善設(shè)計(jì)工作，推動(dòng)BIM技術(shù)在公路工程設(shè)計(jì)階段的發(fā)展。

1.3路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)

本文工程項(xiàng)目中，通過BIM技術(shù)在路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)階段引入全新的橫斷面設(shè)計(jì)方法——裝配，模擬裝配效果如圖2所示，即帶編程式的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，裝配通過編輯器為標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行編程式定制，將設(shè)計(jì)人員對整個(gè)工程項(xiàng)目的橫斷面設(shè)計(jì)思路賦予全部編程，由此設(shè)計(jì)人員無需手動(dòng)修改橫斷面設(shè)計(jì)中的通用性問題;通過BIM技術(shù)賦予標(biāo)準(zhǔn)橫斷面代碼，完成代碼屬性編輯，如工程項(xiàng)目的樣式以及使用材料等;向所有參與項(xiàng)目建設(shè)的人員呈現(xiàn)出三維總體效果圖。

1.4路線平面縱斷面設(shè)計(jì)

路線制定過程中，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用較單一的交點(diǎn)法。BIM技術(shù)為設(shè)計(jì)者提供眾多路線，創(chuàng)建快捷方式，完成設(shè)計(jì)工作。對于設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的S形曲線、卵型曲線以及特殊線形等，可根據(jù)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)習(xí)慣進(jìn)行自定義設(shè)計(jì)，以保證出圖需要。待路線創(chuàng)建完成后，再通過幾何圖形和布局全景2種方式修改已完成的縱斷面設(shè)計(jì)，保證縱斷面設(shè)計(jì)和路線平面設(shè)計(jì)的一致性。

1.5道路模型生成

路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面、路線平面縱斷面等設(shè)計(jì)工作完成后，還需設(shè)定相關(guān)判斷條件，如橋梁斷面、邊坡加寬等，對道路模型點(diǎn)代碼和連接代碼設(shè)置材質(zhì)標(biāo)簽，有助于快速分析模型圖，在Civil3D中生成判斷條件邊線并生成道路。此時(shí)，設(shè)計(jì)人員再根據(jù)已生成道路模型創(chuàng)建道路曲面。

1.6BIM技術(shù)三維展示平臺(tái)

道路模型創(chuàng)建完成后，為使全體工作人員更直觀地看到創(chuàng)建的道路樣式和項(xiàng)目的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)人員需將BIM技術(shù)生成的全部信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入Infraworks平臺(tái)中，通過平臺(tái)的自定義坐標(biāo)系將實(shí)地測量數(shù)據(jù)融合，生成三維數(shù)字影像模型，完成路基、路面、護(hù)欄等其他構(gòu)筑物的建設(shè)工作，最后編輯生成的模型用于匯報(bào)。BIM技術(shù)三維展示平臺(tái)為其他參建人員提供了實(shí)景體驗(yàn)，判斷設(shè)計(jì)方案是否合理的同時(shí)，可以提出更好的意見和建議。

1.7橋梁結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)

橋梁結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)也可通過BIM技術(shù)完成，通過設(shè)計(jì)橋梁上下結(jié)構(gòu)，如空心板、T梁、護(hù)欄、橋臺(tái)、蓋梁、橋墩等，建立族庫。即將族庫中不同族拼接起來，通過修改各種族屬性滿足設(shè)計(jì)要求，該設(shè)計(jì)方式可大大提高設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平，也便于其他工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋搭建有無沖突，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的不足。

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