李然

摘 要：交通工程是城市發(fā)展的先行官，城市道路工程是交通工程的重要組成部分。近年來隨著城市化進程的推進，城市道路工程也得到了極大的發(fā)展，城市道路工程項目也引入了多種先進的科學技術(shù)，BIM技術(shù)作為其中一種，不僅可以應(yīng)用到城市道路工程管理中，也可以應(yīng)用到城市道路施工、設(shè)計中，極大的提升了工程的管理水平，也提高了工程施工效率，使城市道路設(shè)計更具可實施性。就此，本文對BIM在城市道路設(shè)計中的應(yīng)用展開探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);城市道路設(shè)計;技術(shù)應(yīng)用探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.051

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)的內(nèi)涵

BIM技術(shù)，即“建筑信息模型”，主要指的是將關(guān)于建筑工程項目的信息集于三維模型中，并全面貫徹落實到建筑工程項目的全過程中，BIM技術(shù)不僅可以應(yīng)用到建筑工程管理中，能夠更加準確的對建筑工程項目進行管理，還可以應(yīng)用到建筑工程的施工、設(shè)計中，BIM技術(shù)所具有可視化、協(xié)調(diào)性等特點，極大地提升了建筑工程項目施工、設(shè)計水平。

市政道路設(shè)計中BIM技術(shù)應(yīng)用軟件主要有Revit、Bentley、ArchiCAD、EiCAD及路立德等。

1.2 BIM技術(shù)的特點

BIM技術(shù)的特點主要有可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性、協(xié)同性。具體見表1。

2 BIM在城市道路設(shè)計中的應(yīng)用分析

城市道路設(shè)計直接關(guān)系到城市道路工程后續(xù)施工及運行，將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市道路設(shè)計中，具有多方面的作用，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）凸顯設(shè)計意圖。傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法無法實現(xiàn)對設(shè)計圖紙的可視化呈現(xiàn)，可能會導(dǎo)致設(shè)計出來的圖紙與預(yù)期意圖有著很大的區(qū)別，將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市道路設(shè)計中，可以將設(shè)計圖紙進行可視化呈現(xiàn)，更加凸顯設(shè)計意圖，便于后續(xù)施工應(yīng)用。

（2）模擬和分析能力更加強大。城市道路工程項目涉及的內(nèi)容較多，BIM技術(shù)所具有的模擬性可以對所要設(shè)計的城市道路項目進行模擬，對相關(guān)信息進行分析，將設(shè)計出來的城市道路圖紙進行施工模擬，對施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行分析，不僅可以減少實際施工所遇到的問題，還能提升了施工效率，提高施工資源的有效應(yīng)用。BIM技術(shù)通過建立三維工程模型，并借助數(shù)字化技術(shù)，能夠為工程三維模型提供更加全面、完整的信息，豐富信息數(shù)據(jù)庫。圖1為道路BIM三維模型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。對于道路BIM三維模型系統(tǒng)而言，其構(gòu)成要素涉及了多個方面，有橋梁、隧道、軌道交通等，需要將這些要素集中體現(xiàn)在一個完整模型系統(tǒng)中，在構(gòu)建完整模型系統(tǒng)過程中，需要以實際情況為依據(jù)，采用分割以及歸并的方式來單獨構(gòu)建模型，再加以整合拼接，還要增加相關(guān)分析模塊等方式，以構(gòu)建出一個完整的模型系統(tǒng)。

（3）工程量計算精確度更高。在城市化進程的推進下，城市道路工程項目規(guī)模越來越大，涉及的內(nèi)容也越來越多，工程項目也越來越復(fù)雜，工程施工環(huán)節(jié)眾多，使得城市道路工程建設(shè)工程量也很大，傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法在面對復(fù)雜的城市道路工程時，在進行工程量計算時，常存在計算準確度不高的情況，設(shè)計誤差較大，影響城市道路工程的后續(xù)施工質(zhì)量。利用BIM技術(shù)，將各種數(shù)據(jù)輸入到模型中，極大的提升了工程量計算精確度，數(shù)據(jù)準確度高，為后續(xù)施工起到有效指導(dǎo)作用。

（4）協(xié)同效果更強。城市道路工程項目服務(wù)于城市發(fā)展，城市道路工程項目不僅要關(guān)注于道路工程，還要關(guān)注于給排水工程、燃氣工程，利用BIM技術(shù)將各種信息整合于一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，不僅設(shè)計人員之間可以進行溝通、交流，設(shè)計人員還可以與施工人員、管理人員進行溝通、交流，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的有效溝通、交流，使各方人員可以基于BIM進行協(xié)同工作，實現(xiàn)對城市道路工程項目的優(yōu)化，使復(fù)雜的問題變得更為簡單化，提升城市道路設(shè)計水平，確保城市道路工程施工的有序開展，使城市道路工程后期運行更加穩(wěn)定、安全。

3 BIM在城市道路設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1 地形地勢分析

在進行城市道路設(shè)計時，首先需要對項目所在區(qū)域的地形圖進行處理，地形圖的精度越高，所提取的數(shù)字信息越準確，設(shè)計中所采用的地形圖比例一般不低于1：500。利用BIM軟件的地形處理功能建立3D模型時，需要對地形圖中的高程點、等高線及現(xiàn)狀構(gòu)筑物等信息進行采集，有時為了達到更高的工程精度，還需要對關(guān)鍵路段進行人工測量，并將測量信息導(dǎo)入到模型中，根據(jù)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)信息建立3D模型，然后進行高程分析，為后續(xù)BIM技術(shù)的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。BIM地形地勢模型圖如圖2所示。利用BIM技術(shù)對城市道路的地形地勢進行有效分析，使城市道路設(shè)計更加契合現(xiàn)狀地形地勢，確保后續(xù)設(shè)計工作順利進行。

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用于地下管線的綜合設(shè)計

城市道路工程項目包含眾多地下管道，常見的主要有給水管、排水管、電力管、燃氣管及熱力管等，有些改造項目既有新建管道還有一些現(xiàn)狀管道，各種管道埋深不一致，錯綜復(fù)雜，橫過路管很容易出現(xiàn)高程干擾，給施工帶來極大的不便。在地下管線施工時，需要提前了解地下管線相關(guān)資料，包括管線的種類、管徑、走向等，利用BIM技術(shù)可以進行地下管線的排布模擬，并精確定位管線高程，避免了在施工階段出現(xiàn)高程干擾、漏埋套管、預(yù)埋位置不當?shù)葐栴}，有效的減少工程變更，降低工程成本。

3.3 道路路線設(shè)計

在城市道路設(shè)計中，路線設(shè)計尤為重要，路線是整個道路設(shè)計的靈魂，路線不僅決定了道路的走向，同時也影響著工程造價。道路路線設(shè)計時，首先根據(jù)道路交通規(guī)劃，將道路中心線導(dǎo)入到已經(jīng)完成的三維地形圖中，并與之精準結(jié)合，然后根據(jù)模型中現(xiàn)狀地形地貌進行線路分析，并進行優(yōu)化處理，使其具備經(jīng)濟技術(shù)指標較高，可實施性強等特點。設(shè)計完成后，還需要多次檢查，以確保道路設(shè)計圖紙能適用于實際施工。

3.4 道路橫斷面、縱斷面的設(shè)計

隨著城市化進程的推進，城市規(guī)模不斷擴大，對于道路橫斷面、縱斷面的設(shè)計要求也越來越高。具體來說，道路橫斷面的設(shè)計內(nèi)容眾多，需要根據(jù)城市道路等級和使用功能進行設(shè)計。在橫斷面設(shè)計時，首先利用BIM技術(shù)可以預(yù)測交通量的特點，進行近遠期交通運行模擬數(shù)據(jù)分析，根據(jù)預(yù)測交通量，確定科學、合理的路面結(jié)構(gòu)層及車行道寬度，然后進行橫斷面建模，橫斷面建模時，利用軟件自帶的標準組件進行組合，也可以自定義裝配組件，使其與設(shè)計要求相吻合。道路縱斷面的設(shè)計依照3D地形地勢模型，采集現(xiàn)狀地面高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建出道路中心線的原地面線，并參照城市道路工程設(shè)計規(guī)范標準，進行道路縱斷線的繪制工作。在完成縱斷面設(shè)計繪制工作后，要查看整個設(shè)計自動生成的相關(guān)要素，并做好保存工作。如果不符合要求，要重新編輯，對相關(guān)參數(shù)進行修改，直到滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

3.5 BIM技術(shù)應(yīng)用于工程量統(tǒng)計

城市道路工程建設(shè)中，從勘察設(shè)計到施工期間需要涉及的內(nèi)容較多，施工區(qū)內(nèi)的地形地貌變化較為頻繁，工程量統(tǒng)計工作較為復(fù)雜，工程量統(tǒng)計的精度關(guān)系到城市道路工程造價。利用BIM技術(shù)可以精準的進行工程量統(tǒng)計工作，通過軟件分析，迅速提出工程量，最終獲得相應(yīng)的工程量清單，使工程量計算更加準確，確保城市道路工程造價的準確性，實現(xiàn)對城市道路工程建設(shè)投資的有效控制。

4 BIM在城市道路設(shè)計應(yīng)用中的問題與建議

當前，BIM技術(shù)在實際的城市道路設(shè)計應(yīng)用中，還存在諸多的問題，輔助分析軟件技術(shù)還滿足不了現(xiàn)代工程項目建設(shè)需求，在進行BIM技術(shù)建模時，每次都需要建立新的模型，這不僅極大地增加了工作量，還提高了設(shè)計成本。另外，行業(yè)中還沒有制定明確的標準。因此，在今后的發(fā)展過程中，要制定行業(yè)評價標準以及成果提交標準，并在應(yīng)用過程中，不斷的進行優(yōu)化、完善，實現(xiàn)對BIM成果的量化評價。加大對相關(guān)輔助軟件的開發(fā)支持力度，實現(xiàn)“一次建模，多次使用”，避免由于重復(fù)建模，增加工作量及設(shè)計成本。加大對BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，可以通過示范性工程，將應(yīng)用BIM技術(shù)的城市道路工程與應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計方法的城市道路工程相比較，突出BIM技術(shù)的優(yōu)勢，使全行業(yè)認識到BIM技術(shù)應(yīng)用所帶來的實際效益，進而將BIM技術(shù)更好地推進到全行業(yè)之中。

5 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代化社會發(fā)展背景下，城市道路工程不僅是城市化發(fā)展建設(shè)的重要組成部分，也對于城市化發(fā)展建設(shè)起到了極大的推動作用，并且還關(guān)系到人們的生產(chǎn)、生活，關(guān)乎人們的出行安全，也能體現(xiàn)出一個城市的形象。BIM技術(shù)近年來在建筑工程項目中有了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，將BIM技術(shù)應(yīng)用到地形地勢分析、地下管線的綜合設(shè)計、道路路線設(shè)計、道路橫斷面、縱斷面設(shè)計、工程量統(tǒng)計分析等方面，極大地提升了城市道路設(shè)計水平。但是，BIM在城市道路設(shè)計應(yīng)用中，還存在諸多問題，需要在今后的發(fā)展中，不斷加強應(yīng)用與研究，實現(xiàn)BIM與城市道路設(shè)計的有效融合，并推廣到全行業(yè)中。

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