BIM技术在道路工程设计和施工中的应用

BIM技术在道路工程设计和施工中的应用

孙永良

身份证号码：6501021982****6550

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，社会经济的稳定发展对道路工程的需求日趋增多。在道路工程设计中，要准确对社会发展趋势进行研判，以满足对道路设计和施工的需求。BIM技术能够为道路工程提供良好的信息交流平台，可以准确调整道路设计方案，完善设计中的细节问题，满足道路设计的整体要求。BIM设计成果作为媒介，可以在道路施工方面更加准确地传递设计意图，从而提高道路工程质量。本文分析了BIM技术在道路工程设计和施工中的应用流程，探讨了3D路线设计、路基路面、道路建模、施工放样、装配模拟等相关问题，为BIM技术在道路工程的应用和发展提供参考。

关键词：BIM技术；道路工程；应用分析

引言

在道路工程的施工阶段通过BIM(建筑信息模型Build-ingInformationModeling，简称BIM)新技术的融合，BIM技术将信息数据进行集成，利用模型进行项目总体施工策划、图纸会审、方案模拟、复杂结构技术交底、工程量核算等，高效的实施流程以及精准的数据弥补传统粗放管理模式，能提升施工阶段的总体效率。目前暂未形成高效的应用流程，基于目前的应用程序平台，本文针对公司基于试点项目的BIM技术应用进行应用流程总结，并尝试进行实施推广。

1、BIM技术的目标

BIM技术的目标被描述为可靠和快速的决策导向、可沟通的建筑模型、可靠的质量、更高的盈利能力、智能架构模拟等，以及提供一致和非冗余的数据和改进的交付流程。在道路工程中，BIM技术被定义为一种能够帮助工程建设者快速实现建设目标的辅助信息模型技术，通过对该技术的应用，能够全方面快速实现道路工程设计、施工及运维等方面的预期目标。

2、BIM技术在道路工程设计和施工中的应用

2.1数字化建模

1）工程设计管理针对工程设计图纸供应不及时等问题，通过搭建统一的BIM+GIS设计管理平台，将设计计划跟踪、BIM设计成果提交、BIM设计成果校审在统一的平台上进行管理。通过提前策划、过程跟踪、成果共享的方式，有效提升了设计管理水平。2）工程验收管理为实现项目现场无纸化办公要求，提升项目验收策划水平、验收工作管理精度，进行数字化工程验收管理。首先，根据行业标准及工程特点，完成标准化验收表单库建设。然后，按照单元工程验收为一个循环，深人验收各工序，在验收过程中仅通过选择工程类型即可一键进行验收表单策划、编号及验收工作任务表生成。通过电子签章方式实现了人员身份的线上认证，确保了项目工程验收的线上流转。验收成果与BIM模型挂接，通过BIM模型的颜色变化直观展现验收的质量等级。3）工程进度管理在统一的BIM+GIS平台上，以工程施工进度计划管理为主线，串联各项管理业务数据，形成匹配的进度计划(例如，项目合同支付款项计划、物资采购与到货计划、设计图纸交付计划等)，从而使各项管理业务与工程施工进度计划形成紧密关联和相互影响。通过大数据分析、BIM+GIS工程模拟展示的方式，将工程进展实时状态、影响因素进行仿真推演。通过提前感知、分析的方式，对工程各项工作进行预警和辅助决策。

2.2平、纵、断面优化设计

主要通过导线法对道路路线进行设计。首先通过对地形地貌等地理条件的模拟及控制点等多重要素的设置，制定出多条导线并找到焦点，将其作为曲线数据参考，实现缓和——圆——缓和曲线的流程，进行平顺连接。然后再进行软件试算，在地形曲面的基础上进行纵断面的设计优化，铺设不同等级的道路和排水条件，对纵坡曲线进行设计规划，实时对路线平纵进行调整，减少追踪路线平纵变化的时间消耗，提高了设计效率，从而实现道路工程中对线路设计的优化。利用建立的基础模型与创建的路基路面模型进行线路的平、纵断面设计。平面设计时，控制点模型可映射到平面设计视口中，同时在纵断面视口，可实时观察平面线位对应的地形起伏变化情况；在纵断面设计时，控制点模型可根据平面线位的垂直切面，在纵断面设计视口显示控制点模型剖面。在设计过程中，可实时在横断面视口观察道路的坡度；调整平面线位时，平面视口、纵断面视口、横断面视口、三维模型视口都会根据调整同步更新，真正实现平纵横一体化设计，实时观察道路与控制点的关系，从而实现路线平纵断面优化设计。

2.3 BIM工程量统计

在创建项目工程模型的过程中，通过软件计算统计功能输出相应工程量，并且随着模型的修改工程量也会随时更新，更加准确地辅助工程量高效核算，通过核算发现设计量中比较规则的结构工程量差异较小，而异形复杂的结构工程数量差异较大。

2.4路基路面模型

利用BIM技术对路基路面进行建模，从常见特点、组件条件、末端条件进行约束。常见特点主要包括路面的边缘点、土路肩边缝隙和城市道路的中心线路线设计。各节点之间通过斜率或直线间的距离进行约束。将其制定为约束设计标签，实现对横断面具体位置的描述工作。为道路路线设计提供充足的参考标准，进而形成重点组件，对其实现开口类型的规划。在人行横道的路线设计或基层材质区域。末端条件主要包括边坡设计功能，通过逻辑分支处理边坡的位置，从而实现自动拾取地形模型的功能。其主要步骤为：首先利用软件读取与路面路基模型相对应的路线设计要素，创建出三维路线模型，从而获取路线的三维点位数据；然后，设置BIM路基路面模型的相关信息，具体内容包括道路绿化带位置、路面结构、挡墙位置、人行道宽度与线型、路面边坡、道路两边边坡和排水沟等相关的结构类型与尺寸信息，以确定BIM模型的最小结构单元；根据确定的最小结构单元截面形状尺寸信息确定定位点，并按照定位点数量创建自适应标准族；利用可视化编程工具创建路面模型、路基防护模型、排水与挡墙模型、标线、护栏与中央分隔带模型；最后形成并输出最终的路基路面BIM模型。

2.5工地物资设备管理

较传统的管理方式，BIM技术在工地现场物资的管理方面具有较大优势。首先物资采购均可由BIM工程算量结合工程进度计划提取，然后工地物资设备进场后的库存状态及预警、出人库盘点等均可以BIM模型资产管理的方式开展。结合现场移动APP，采用二维码方式进行设备在场内的全过程施工跟踪。结合第三方试验，可将物资的试验检测数据与BIM模型挂接在一起。一方面这些数据可在项目验收过程中作为项目验收依据供各方参考使用;另一方面可在项目归档时候，作为关联数据以便于后期追溯使用。

结语

基于Autodesk一系列软件基础之上进行BIM技术应用，同时也能将BIM技术实施推广，很好地避免了数据之间转换所存在的缺漏。从项目的前期规划至实施阶段，都能突破传统的管理模式而高效应用，从图纸会审、工程量统计、技术交底、模拟优化方案、协同管理，完全可以实现替代传统管理模式。本文结合项目实际情况采用该流程，高效的应用流程以及精准的实时数据，能够快速提升项目人员的现场管理能力，辅助剖析工程施工难题，不断提升BIM技术在道路施工中的高效应用。

参考文献

[1]陈孝哲.三维激光扫描与BIM技术在道路工程质量检验中的应用[J].广东土木与建筑，2021，28（3）：1-3.

[2]于俊鹏.BIM技术在道路工程施工进度管理中的应用探析[J].安徽建筑，2021，28（4）：69-70.