基于BIM技术的市政道路优化设计研究

基于BIM技术的市政道路优化设计研究

张耀宏

（身份证号码：350521199407225253）

摘要：伴随着科技技术的不断提升，各个行业也迎来新的发展阶段。现阶段，BIM技术在市政道路建设中的不断深入，大大提升了工程建设质量与效率，推动城市化发展更加迅猛。基于此，文章首先阐述了BIM技术的特点和技术优势，然后围绕BIM技术在市政道路设计中的应用、应用优势以及应用效果展开探讨，以供相关研究参考。

关键词：BIM技术；市政道路；道路设计

引言

BIM是建筑信息模型，强调以建筑工程中各项数据信息作为统计依据，通过数字信息仿真，对建筑物真实信息进行模拟，并将上述信息应用在工程策划、运行、维护等全生命周期中，将图纸转化为三维模型，为决策制定提供可靠的数据参考。在道路工程设计中，设计单位应明确道路的功能与定位，在充分考虑地形地貌等特征情况下，对BIM技术加以应用，通过BIM技术对现有设计方案与思路进行完善，以达到理想设计效果，确保道路工程顺利开展。

1BIM技术概述

BIM技术又称建筑信息模型，是指应用在工程设计、管理中的一种数据化手段，可以实现建筑的信息化模型整合，并在项目生命周期中完成数据的传递与共享，帮助技术人员全面掌握建筑信息，以此为后续各方主体的协作提供基础，能够起到降低生产成本、缩短施工周期、提高生产效率的作用。同时，也可将BIM技术理解为建设项目的功能特性数字表达，其本质上属于一个知识资源，能够在建设项目的不同阶段，使各利益方利用BIM技术完成信息的提取、更新与修改，从而支持各部门之间的协同作业。

2BIM技术在市政道路施工中的应用优势

2.1可视化

BIM技术建模能力和信息整合能力突出，能够将二维图纸信息转化为三维模型信息，使施工设计人员更为全面和直观地了解市政道路工程信息。并且随着工程的进行，BIM技术能够对工程信息数据进行及时更新，发现工程隐患和问题，进一步优化施工方法。

2.2模拟性

将BIM技术应用在市政道路设计过程中，能够将设计图以立体的方式进行展示，更加直观和具象。同时，数字化信息仿真模拟系统，将设计图中设计的其他事物模拟展示，增强可信度和可操作性。比如，BIM技术的数字化信息仿真模拟系统，对道路中的红绿灯、信号灯进行模拟演示。

2.3协作性

在BIM技术的辅助下，工程中的各个参与方能够更加紧密地联合起来，通过更有效的交流和沟通来保障施工的全面性和科学性，解决施工中存在的困难，有利于对施工方案进行实时调整和优化，降低施工成本。

3BIM技术在道路工程设计中的应用路径探究

3.1组织架构

道路工程根据BIM技术的应用目标，确定了以建设单位为主导、设计单位为策划、运维等相关单位共同参与的组织架构。具体任务包括：在工程建设初期阶段，建设单位负责出具BIM技术应用方案，并完成对方案配套政策的制定工作。工程落实后，能够为BIM技术的推进营造良好的政策环境。此外，建设单位也需要对BIM应用进度进行管理，使BIM技术在道路工程设计中的应用价值得到充分发挥。在工程设计中，为确保BIM技术有效落实，相关部门对BIM设计团队提出了严格要求，构建了包括BIM总负责人、工程负责人、专业负责人、设计人员和数据管理员在内的团队体系。

3.2绘制地形图

通常而言，我国市政道路勘测机构大多会采用以下两种地形图：一是二维地形图，其高程点的数值需要设定为0，而实际高程则要以数字形式标注在高程点附近；二是三维地形图，由于高程点的标注高程与实际高程相同，因此可以通过标注高程确认实际高程。以三维地形图为例，设高程点图块为Z坐标图块，在地形图中BIM技术的应用路径为：首先，打开Civil3D设计软件中的图层管理模块，反向选取除高层点外的所有图层，并冻结反向选取的图层。其次，点击创建曲面指令，打开对话框，依照曲面实际类型以及图层名称选取对应的图层。再次，点击曲面菜单，打开自定义工具栏，选取工具栏内的图形对象，完成图层添加。最后，框选全部高程点，创建三维地形图内的曲面，便可利用对象查看器获取新创建的曲面。

3.3协调结构设计

为了给市政道路工程建设质量提供充分保障，可以通过BIM技术来分析和处理结构信息，通过交互软件将已经设计好的BIM模型反馈给设计人员。在该过程中需要注意，对于不同结构其BIM模型也不同，为了保证信息传递的有效性和准确性，可以通过计算机软件进行中间数据的辅助处理。另外，在对结构设计工作进行协调时，要科学管理BIM模型数据库，使得结构设计人员能够快速进行信息的有效识别和接收。通过BIM技术的协同应用，有利于更加有效地进行信息传递，有利于结构设计中各部分工程的协调配合，从而保证施工效率。

3.4规划分析

规划分析是市政道路设计前期的重要环节，其设计优劣会对后续市政道路的设计质量产生重要影响。但传统的场地规划设计主要通过结合勘查人员所得数据来进行主观分析，精度和效率不高。某工程的BIM大数据管理平台采用3D数字孪生技术，构建3D可视化一张图，包括10个在建标段，共计120公里的全线道路模型和周边环境，以及100.5公里的管线模型，数据量达390GB。模型可查询、可互动、可更新，并将进度、安全、预制生产等重要信息与模型相挂接，持续优化城市道路整体布局情况以及适宜度情况，显著增强市政道路管理的智能化水平。有利于解决传统市政道路规划中存在的信息数据量大、主观思维因素比较严重以及数据分析不准确等问题，尤其是应用BIM系列软件模拟城市道路空间，通过3D可视化手段形象表达业务内容，更好地评估分析城市道路的人流情况和车流情况，在增强城市道路规划的智能化和精确性的同时，为管理者做出更合理的决策提供可视化、数字化的分析工具。

3.5交叉口的优化设计应用

以某工程为例，交叉口为人流量、交通量大区域，临近商业街、居民区、银行等。道路属于主干路，存在行人、机动车和非机动车混合使用的现象。交叉口的拥堵影响了车辆通行。借助BIM软件仿真模拟分析，优化交通，解决拥堵问题。（1）三维建模分析识别地形；设计路线；设计横断面和纵断面；设置交通信号灯；三维观察，模拟实际交通通行，实现方案优化。（2）借助BIM模拟技术改进方案提高通行能力，缓解交通拥堵。利用空间、时间分离的方式解决交叉口的问题。在交互信号灯未设置之前，借助BIM模拟技术来优化信号灯设置，降低车辆排队通过时间。

3.6道路建模设计

在道路建模设计的过程中，首先单击“道路”菜单下的“创建道路”指令，弹出有关道路创建的提示对话框，根据相关提示信息便可完成复杂市政道路的选取，并依次完成道路横向断面与纵向断面的装配处理。然后，在完成道路创建后，结合复杂市政道路宽度，在道路组建逻辑对话框中创建设计区域，再将市政道路组建作为设计对象，为其提供科学、合理的道路组件逻辑目标。

结语

在BIM技术的优势下，利用可视化和模拟化施工特点，对市政道路的管线进行综合布局，并利用最小半径完成横纵截面的高度计算及道路优化方法设计。实验结果表明：本文的实际管线布局更加合理，且桩编号的位移量高于行业标准，具有推广意义。但由于时间有限，在测试过程中只进行了少量的管线测试，所得结果具有一定的偏差性。后续研究中会综合考虑多种管线的布局，完成不同类型的市政道路规划，为城镇化建设提供理论支持。

参考文献

[1]程佳.浅谈BIM在市政道路设计中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018（5）：65-67.

[2]宁力奇.BIM技术在市政道路施工中的应用研究[J].建筑技术开发，2019（17）：85-86.

[3]赵海龙.浅谈BIM技术在市政道路施工中的应用[J].科技创新导报，2019（23）：53+54.