BIM在城市道路设计中的应用

BIM在城市道路设计中的应用

程小康

身份证号:4201171997012500**   湖北 武汉  430000

摘要：当前，城市新建、改建道路工程也在不断增多，BIM技术由于所具有的诸多优势，越来越受到道路设计环节的欢迎，为市政道路工程的高效开展创造了条件。随着未来BIM技术的发展，将会有越来越多的项目运用BIM技术，这将逐步改变传统设计行业的工作模式，由此，设计人员必须开拓思维，及时学习新知识、新技术，在今后的工作中更进一步。

关键词：BIM；城市道路设计；应用

前言：城市道路的建设和设计领域都在蓬勃发展，在技术的应用上也逐步从传统模式走向现代化模式。从设计图需要设计师手动绘制到今天可以使用辅助的构图软件来完成，技术的发展提供了我们之前无法想象的便利。BIM技术的诞生是我国建筑行业又一次生机勃勃，采用BIM技术来警醒建模，可以得到完整的周期数据，还能快速的建立技术模型。

1、BIM技术在市政道路设计当中的重要意义

在市政建设道路设计这一工程当中就能够依靠BIM技术的建模来进行相关道路的设计。并且这种数字化的设计还可以进一步的展示出一些工程的主要的特点，比如说有很多建设的工程其中的数据也被其完整保存，简单来说，这就是一项集三维数据和数据的收集于一体的技术。还有一点需要注意的是，一项工程的建设不仅仅是由一方单独来进行参与的，更多的是由于多个方面来共同进行合作，所以说涉及到的方面共同建设的参与人员是非常的多的，但是在这种情况下，对于新型技术的应用也是比较迫切的，BIM技术不仅仅可以进行一些数据上的收集，还可以进行一些数据上的共享，各个不同的参与方能够通过BIM技术共享项目工程的所有数据，这样对于工程的建设和设计来说，是可以有效的提高工程建设的速度，缩短其工期。综合整个工程涉及到的各个方面，也可以提高其运转的效率，特别是工程的资源也是可以节省很多的。总的来说，BIM技术是可以通过多种方式参与到市政道路建设当中的，其优势也可以体现在多个不同的方面。

2、城市道路设计过程中存在的主要问题

在我国城市道路设计过程中存在的主要问题是大部分仅对道路工程进行设计，道路设计与其他专业、城市规划、经济效益及运营维护结合不到位，协同性不强，这些问题主要表现在以下方面：

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设计意图的理解和表达受限。因为目前大多数道路设计均已二维设计为主，不能完全表现复杂的三维道路和城市空间，也不符合人类的认知和思维习惯。在目前的项目建设工程过程中，设计师的想法及设计要点得不到有效表现，大部分设计文件都是以平面方式来表示，部分附属工程甚至只有文字说明，各参建单位对设计方案及施工图的主观理解不同，容易各行其是，特别是施工单位，如果技术交底不详细，现场沟通不到位，更易因为识图不当造成经济损失乃至安全事故。

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城市道路设计是一项极其复杂且系统的工作，需要设计院内部各专业之间密切配合，目前道路设计各专业都是在各自的专业范围和软件平台上进行设计，接口繁多，设计过程中的信息数据几乎都有人工交流完成，难以实现信息的集成和自动化传达。

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在道路设计及建设过程中，各个部门组织之间的参与性较低，设计成果不能有效的应用于道路的运营、管理和维护，多数情况下设计院也并没有参加道路后续的维护，项目建成后工程资料难以收集或收集资料不准确，如部分项目在建成后因管道开挖和维护造成对原有管线的损坏。

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3、BIM在城市道路设计中的应用

3.1三维建模

当前，国家城镇化的建设速度不断加快，城市道路交通的压力不断上升，对于城市道路设计工作的严谨性和科学性都提出了更高的要求。BIM技术中的三维立体可视化功能能够有效提高城市道路设计工作的准确性和科学性，最大限度地预估城市道路施工中可能出现的问题。在城市道路设计中构建BIM三维模型，首先要确定控制参数，根据基本参数确定相应的设计草图。将有效信息输入到BIM三维模型之后，模型会自动生成立体的直观图示，从而充分表达出设计者的基本意图。

3.2数据库分析

BIM技术能够将关联数据库整合起来对工程施工量进行精准计算，准确的工程估计量能够提高后期工程施工的准确性。BIM数据库能够为多个建筑模块提供施工管理活动所需要的信息资源，帮助工程管理者自动监督工程的实施情况。除此之外，BIM技术还能对工程施工的实物量进行计算，相比于传统的设计方式，BIM技术采用三维激光扫描手段，该种数字测量方式不仅能够对施工现场的坐标数据进行精准采集，还能够将其与后期制图、检测等工作结合起来。考虑到城市道路设计中后期的检测、维修工作，在设计过程中技术人员要全面考虑交通拥堵及突发事故等情况，通过三维激光扫描技术快速监测到施工中的变化，从而保证道路施工最终目标的实现。

3.3道路BIM设计技术路线

开展道路BIM设计主要包括道路信息模型的建立和对建立后模型信息的应用两个任务。基于BIM环境的道路设计，首项工作是建立三维地面模型。道路设计过程中点多线长，因此对地形数据的使用较为频繁。BIM软件应该对多种类型的测绘数据兼容支持多类型测绘数据建模。其次，BIM软件应该具备对测绘数据进行汇水路径分析、高程构网分析等的初步分析能力，并丰富三维展示的形式。当前，最具前景的技术是地形地物模型实景生成技术，这一技术不仅可还原真实的地形特征还可以对地面构筑物的轮廓和尺寸数据进行详细展现，对真实世界的还原性较高。用BIM进行建模的关键在于参数化的设计，一般可理解为参数化构件和参数化修改。无论是工程整体BIM模型还是构件模型都采用面向对象的设计方法，对象通过参数所代表的信息反映。参数化修改即对象之间的几何约束和工程约束，几何约束又包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。整体工程BIM模型和组件模型均采用面向对象的设计方法，并且对象由参数话的信息进行反映。参数修改是指对象之间的几何约束和工程约束的修改，几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束，例如平行、对称、相切、垂直等；尺寸约束是指通过尺寸表示的约束，例如距离尺寸、半径尺寸和角度尺寸。工程约束是指不同尺寸之间通过定义尺寸变量及其数值和逻辑关系来表示的约束。

3.4地下管线综合设计

管线综合设计就是在道路区域中不同专业工程平面位置以及竖向高程之间协调的工作内容。

在市政道路设计阶段，要综合分析各项信息资料，规划管线的具体走向、种类以及管径参数，优化各项参数内容，然后通过BIM技术建立管线分布的静态模型。完成建模后，要做好碰撞检测分析，根据碰撞检测的结果整理报告内容。通过BIM技术进行综合调控，确定管道的具体尺寸，进而为施工提供参考与支持。

3.5道路横断面及附属设施设计

在道路横断面的设计中，会涉及到不同的车行道、人行道、绿化分隔带等模块组合，通过3D模型，可以直观表现道路实施过程及实施后的情况。道路其他附属设施通场包括桥梁、隧道、交通安全设施、管线、绿化、路灯等，通过3D模型，同样可以对此部分设施进行数字化建模，组合至道路模型，直观展示道路建设项目整体[3]。

结束语：传统的设计模式已经不适用于当前的新时代，在新时代的进程中需要更有效的满足社会发展的需求，属于落后的技术。因此要积极吸取新的技术和方法，利用高效便捷的技术和生产模式来帮助现代化的城市建设。对于应用BIM技术是日后城市建设的发展方向，将其完美的融入到市政道路设计之中。想要国家在城市道路的建设中发展的更加迅速，建设成果的指令稳步提高，就需要大力推广BIM技术的应用。学会使用工具，才会获得更好的发展。

参考文献

[1]刘泽森,张宇婧.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].中华建设,2019(12):152-153.

[2]帅鹏. BIM技术在市政道路设计中的应用[J]. 中国标准化, 2018(2).

[3]王伟.BIM技术在城市道路设计中的优势与应用[J].绿色环保建材,2018(10):99-100.