BIM技术在公路设计中的应用

BIM技术在公路设计中的应用

沙贞豹

青岛市交通规划设计院有限公司  山东青岛  266000

摘要：BIM技术是现代工程建设行业中应用较为广泛的信息化技术，其核心技术能够将工程建设进行建模处理，使得工程结构以立体的效果展示，从而帮助施工人员明确工程模型的细节问题。将BIM技术应用于公路工程的设计工作中，以三维立体模型展现公路结构设计，具有可视化特点，同时将工程数据与三维模型进行融合，从而提高公路工程设计质量，能够准确识别出当前公路设计存在的问题，进而对设计方案进行全面优化。

关键词：BIM技术；公路设计；应用

1、BIM技术特点

1.1可视化。BIM技术的基础是三维技术，在设计中只需添加对应的几何信息和非几何信息，不仅能够辅助生成报表和三维模型，还可以确保项目设计、建造和运营中的沟通以及决策，都能够在可视化的情况下进行。

1.2信息化。信息化主要是指发展、培养以计算机为主的智能化工具作为新生产力代表，BIM本质就是利用信息技术将建筑行业生产效率提高。BIM技术不仅具备非常良好的信息获取、传递、处理、再生、利用功能，同时在建成后的工程信息并不是孤立存在的，而是一种自上而下、规模庞大、有组织的网络体系。

1.3协同化。协同化是整个工程应用BIM技术实现变革的重要基础，BIM在工程中的应用，能够有效改善以往各个行业参与松散的情况，避免大量信息流失。在实际的操作中，可以利用数字信息模型将建设各方协同到一起，在同一个平台中开展各项工作，为获得更好的设计效果、提升设计质量提供一定支持。

2、BIM技术在公路设计中的应用

某公路主要功能是实现该地区的两个城市的连接，该公路设计为双向两车道，时速80km/h，为实现工程自定义和实时动态管理，决定采用BIM及时进行公路设计，实现参数化管理。

2.1BIM技术在公路工程立项阶段的应用。在公路工程开展前的项目立项过程中，需要对工程项目可行性进行分析，管理人员需要对公路项目的可行性进行论证，并合理规划公路的走向、技术指标以及具体施工方案，强化各项前期准备工作。因此，在本次公路工程的立项阶段，通过采用BIM技术的集成地理信息系统，利用三维可视化模式，将立项设计直观地展现处理。在BIM技术应用过程中，对公路工程进行建模处理，并将前期收集的公路以及环境信息加入三维模型中，以此为依据建设公路网三维模型，同时在模型中对交通量进行模拟，从而使得公路工程设计方案更加科学，经过多次方案分析，证明本次方案设计具有高度可行性。

2.2道路中心线设计。公路设计过程中，中心线是一个较为基本的要素。基于建设要求下进行公路设计时，应合理设计中心线，设计人员可以通过BIM技术，拟合规划中确定的线位，同时根据工程设计规范，对公路设计中的基本要素进行调整，包括中心线长度以及曲线半径等。工作开展环节，相关工作人员在地形图中插入确定好的中心线，随后将其向多段线进行转换，查找线路菜单下相应选项，进行目标中心线选取，同时在软件锁弹出的对话框中，将路线标签、样式以及名称输入其中，点击确定按钮，最终完成中心线设计工作。

2.3道路纵断面设计。①工程中线设计后进行纵断面设计，纵断面的设计同样采用BIM技术，根据工程的要求，对纵断面功能进行确定。②操作方法为：根据生成的原地面线进行绘图，绘图时，根据具体要求适当调整曲线参数，满足全部设计要求后，保存为竖曲线文件，通过软件对原始路基线图、竖曲线文件进行加工处理，最终形成符合本工程设计要求的路纵断面设计图。③为简化设计步骤，本工程应用了Civil3D程序，通过单击软件菜单中的“从路面创建纵断面”命令，直接生成路基线段，对线段进行相应的修改后，实现自动更新线段的相关参数，以大幅节省工程设计成本。

2.4横断面参数化设计。工程纵截面完成后，进行横截面的设计，截面参数包括路基宽高、路面形态与厚度、路肩、护栏、超高、坡度、路缘石、排水设施等，并采用BIM技术进行参数化设计，操作方法同纵截面。

2.5路基路面结构设计。在公路设计过程中，需要严格按照不同等级公路工程技术规范中的相关要求，对路基路面结构进行优化设计和深化设计，并确保不同设计阶段的工作成果与实际建设条件相匹配。但在对路基路面结构进行初步设计时，需要重点划分具体建设标段和施工作业区域范围，这样才能精准判断、识别和分析各项设计参数与施工技术之间的关联性，并对路基路面结构的面层和基层施工材料资源进行精准匹配。公路工程项目的设计方案和施工图纸，需要与实际施工建设条件相匹配，这样才能综合评估路基路面结构的针对性加固以及加宽设计成果是否合理、可行。尤其是在单侧以及双侧路基结构加固的施工作业区域，公路工程项目所涉及的加宽标准值和实际值之间普遍会存在一定的差异，因此需要对路基路面结构设计方案中的关键技术参数和工程量数据指标进行严格的核对和统计分析，对施工平面图中的各项技术参数进行重点标识，以免设计方案与实际施工出现较大的出入，影响施工顺利开展。此外，对还需要立足节能环保和可持续发展理念，对路基路面结构的设计方案和图纸进行评估与分析。

2.6工程量计算。（1）钢筋用量计算。根据本工程的BIM模型，利用Revit程序通过函数对钢筋用量进行计算，在软件的钢筋属性中进行类型分类，然后输入钢筋的参数，再用计算机进行函数计算，自动计算出不同型号的钢筋用量，实现对工程造价控制。（2）混凝土计算。同样利用Revit程序，根据工程构件尺寸自动计算体积，同时根据实际需要将本工程混凝土折损系数加入计算函数中，自动计算出相应的构件混凝土用量，可以与工程实际用量进行对比分析，实现混凝土用量的计算。（3）土方量计算。本工程土方量的计算采用Civil3D程序，通过该程序中的曲面体积法、放坡体积法和截面体积法对土方量进行计算，计算中要根据本工程实际地形设定好的基准面、放坡形式，自动计算出相应的土方量。

2.7公路设计安全优化中BIM的应用。传统设计工作中，需要详细计算出各项指标，还要通过量化分析的方式，判断运行速度计算与确定的协调性。在BIM技术的应用下，会在三维空间中，动态模拟出车辆运行状态，从而更为直观地观察运行速度变化下会造成的影响，找出设计以及运行速度存在较大差异的路段，从而在此依据下更好地开展公路线形设计，确保线形的均衡性以及连续性。以往分析评价公路安全情况时，通常会按照运行速度获得的计算结果，对设计参数进行分析，忽略了沿线环境可能导致的不良影响，而在BIM技术的应用下，会构建与沿线情况相同的环境，实现动态化模拟，找出其中可能存在的安全隐患，更好地开展安全评价工作，降低风险。

结语

综上，BIM技术的应用和推广已有一段时间，不过依然没有能够真正进入到全面性应用的阶段，而且伴随着技术发展的深入，也暴露出很多制约BIM技术发展的瓶颈问题。对此，有关部门应该加强对于BIM技术的研究，在上级部门大力支持的前提下，专业企业和软件厂商应该做好通力合作，生产企业也应该积极推动，对制约BIM技术发展的问题进行解决，赋予其更强的生命力，带动建筑行业技术的发展和进步。

参考文献

[1]郭昊亮.BIM技术在公路设计中的应用与创新[J].价值工程，2022，40（8）：214-215.

[2]常鹤.探讨BIM技术在公路设计中的应用[J].中国科技投资，2022（8）：167-168.

[3]石磊.BIM技术在公路设计中的应用分析[J].建筑·建材·装饰，2022（3）：66，81.