羅超，曾娟（南寧市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 廣西 南寧 530002）

0 引言

BIM即為建筑信息模型，簡(jiǎn)單可理解為帶有全部信息的數(shù)字化模型?，F(xiàn)階段國(guó)家大力推廣BIM技術(shù)普及，2016年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)2016~2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要的通知》預(yù)示著B(niǎo)IM將成為行業(yè)的發(fā)展方向。相比于建筑及機(jī)械等行業(yè)，市政工程BIM起步較晚，但其發(fā)展迅速已成燎原之勢(shì)。對(duì)于市政立交工程而言，由于其復(fù)雜的空間關(guān)系，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其具有革命性意義。

1 市政立交工程特點(diǎn)

市政立交主要有分離式立交和互通式立交之分。分離式立交多用于高等級(jí)道路與低等級(jí)道路相交的立交形式，不需實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向需求，其技術(shù)及條件較為簡(jiǎn)單；互通式立交為相近或相同高等級(jí)道路相交，需要實(shí)現(xiàn)其相互之間交通轉(zhuǎn)換的立交形式。

市政立交主要有以下兩個(gè)方面特點(diǎn)：立交形式多樣，選型難：市政常用互通式立交主要包括菱形立交、苜蓿葉式立交、蝶形立交、半定向立交等一種或多種組合形式，設(shè)計(jì)首先需要在眾多類型中確定立交選型；市政立交工程空間關(guān)系復(fù)雜、制約因素多：包括立交自身空間交叉關(guān)系，立交與地下管線、管廊、隧道、軌道交通的銜接與交叉等諸多方面，立交設(shè)計(jì)需梳理各方面之間的銜接及相互影響關(guān)系。

市政立交方案設(shè)計(jì)需要解決的核心問(wèn)題是立交選型決策、立交空間及技術(shù)問(wèn)題，其中立交選型為其重中之重，其主要受交通需求、用地需求及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面影響；立交空間問(wèn)題需要各專業(yè)相互之間協(xié)調(diào)、配合解決；立交技術(shù)問(wèn)題解決需要結(jié)合技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等諸多條件實(shí)現(xiàn)。

2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)于市政立交方案設(shè)計(jì)上的局限性

傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已成熟且應(yīng)用廣泛，相對(duì)于畫(huà)板時(shí)代其計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)具有劃時(shí)代的意義，具有高效、快捷、精確等諸多明顯優(yōu)勢(shì)。于普通市政道路工程方案設(shè)計(jì)中，影響因素較少、空間關(guān)系簡(jiǎn)單、各專業(yè)分界明顯，傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計(jì)可完全勝任。

相對(duì)普通市政道路工程，市政立交工程更加復(fù)雜，主要體現(xiàn)在立交形式多樣、空間關(guān)系復(fù)雜、成果難以完整展示等。傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)在立交方案設(shè)計(jì)中存在著設(shè)計(jì)難度大、設(shè)計(jì)精度及效率難以保證、空間分析能力弱、效果難以表現(xiàn)、驗(yàn)證困難且難于決策判斷等諸多問(wèn)題。故市政立交工程的方案設(shè)計(jì)過(guò)程往往是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其設(shè)計(jì)及決策過(guò)程需要大量的工作以及時(shí)間，而B(niǎo)IM技術(shù)作為開(kāi)創(chuàng)性設(shè)計(jì)手段為解決此類問(wèn)題創(chuàng)造了條件。

3 BIM技術(shù)于市政立交方案設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)作為新興技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)理念發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化。首先，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)從二維到三維質(zhì)的改變，BIM技術(shù)通過(guò)建立三維建模實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化設(shè)計(jì)，與普通的3D模型不同的是，BIM模型含有工程設(shè)計(jì)全部信息，如材料組成、尺寸、建設(shè)條件等，使設(shè)計(jì)集成簡(jiǎn)化，并保證設(shè)計(jì)精度；其次，BIM技術(shù)模型可實(shí)現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，即基于同一模型條件下集成工程范圍內(nèi)所有建設(shè)條件，包括道路、橋梁、排水、交通、景觀、照明等各個(gè)專業(yè)，使專業(yè)之間銜接更高效、準(zhǔn)確；再次，BIM技術(shù)可進(jìn)行成果驗(yàn)證，由于數(shù)字化模型及協(xié)同設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)自身及專業(yè)之間的核查，如材料核查、尺寸核查、坡度核查、視線核查、空間關(guān)系核查等，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性及精度；最后，BIM技術(shù)成果展示效果顯著，由于其采用三維真實(shí)化建模，BIM成果可實(shí)現(xiàn)全方位、全立體的建成效果展示，對(duì)多方案比選及決策判斷具有極大的促進(jìn)作用。

4 BIM技術(shù)于市政立交工程方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

市政立交工程復(fù)雜，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其方案設(shè)計(jì)起到極大的促進(jìn)作用。首先，對(duì)現(xiàn)有資料進(jìn)行建模，包括地形地貌、物探資料等，分析基礎(chǔ)條件對(duì)立交的影響，為立交設(shè)計(jì)提供依據(jù)；其次，市政立交工程環(huán)境復(fù)雜、形式多樣、決策困難，BIM技術(shù)通過(guò)立交三維化建模，實(shí)現(xiàn)立交選型方案落地比選，直觀判斷其與周邊的環(huán)境互適性、用地適應(yīng)性、場(chǎng)地銜接性等關(guān)系，有利于立交選型決策；第三，市政立交工程空間關(guān)系復(fù)雜，通過(guò)BIM技術(shù)建立總體場(chǎng)景，將所有專業(yè)集成，可直觀判斷立交整體協(xié)調(diào)性、立交凈空是否滿足要求、立交橋梁樁基與各類管線凈距是否滿足要求、立交各類構(gòu)筑物之間是否存在碰撞、立交三角視距是否受到結(jié)構(gòu)物、樹(shù)、燈影響等等，為立交技術(shù)可行性提供保障；第四，立交建設(shè)的根本目的是為交通服務(wù)，利用BIM技術(shù)對(duì)立交交通運(yùn)行進(jìn)行真實(shí)化模擬演示，將預(yù)測(cè)交通量數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM模型，于立交模型中模擬交通運(yùn)行，可直觀判斷立交交通運(yùn)行狀態(tài)，為立交決策判斷提供有力依據(jù)；第五，BIM技術(shù)立交成果展示效果突出，三維模型可實(shí)現(xiàn)立交全方位、全立體的動(dòng)態(tài)展示效果，并可進(jìn)行后期渲染，對(duì)立交于不同的季節(jié)、氣候、天氣等狀態(tài)下進(jìn)行模擬分析，可實(shí)現(xiàn)立交最真實(shí)的效果展示；第六，立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜，BIM技術(shù)將所有信息輸入立交模型之中，立交模型結(jié)構(gòu)分塊與真實(shí)的施工情況一致，結(jié)構(gòu)分塊包含施工所需的所有信息，可直接指導(dǎo)立交施工，提高效率；最后，BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)立交施工模擬，通過(guò)施工模擬演示，保證立交的實(shí)施可行性，為立交實(shí)施方案決策提供判斷依據(jù)。

5 BIM技術(shù)市政立交工程案例

南寧市某立交工程方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，利用BIM技術(shù)進(jìn)行分析，從立交選型建模到立交空間分析，再?gòu)牧⒔混o態(tài)效果渲染到動(dòng)態(tài)交通演示等方面，實(shí)現(xiàn)立交高效、準(zhǔn)確、合理的決策判斷。

圖3 立交景觀效果

立交從多角度提出方案構(gòu)思，并分別進(jìn)行BIM建模比選，并確定以方案一作為推薦方案：

立交協(xié)同設(shè)計(jì)，集成道路、橋梁、排水、交通、景觀、電氣等工程于同一場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同并進(jìn)行相關(guān)分析：

立交景觀效果渲染，并進(jìn)行季相、氣候、天氣狀態(tài)分析演示：

立交交通模擬演示分析，進(jìn)行最真實(shí)的交通模擬分析，判斷立交運(yùn)行狀態(tài)：

6 結(jié)語(yǔ)

圖4 立交交通運(yùn)行模擬分析

隨著時(shí)代進(jìn)步及行業(yè)發(fā)展，BIM設(shè)計(jì)技術(shù)普及以及未來(lái)取代二維CAD設(shè)計(jì)已成為必然趨勢(shì)。針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)于市政立交設(shè)計(jì)中存在設(shè)計(jì)難度大、設(shè)計(jì)精度及效率難以保證、效果難以表現(xiàn)、驗(yàn)證困難等局限性，BIM技術(shù)在參數(shù)化建模、專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、空間關(guān)系組織、交通仿真、碰撞核查及效果展現(xiàn)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，對(duì)復(fù)雜的市政立交工程具有重大的促進(jìn)作用。雖然目前BIM技術(shù)尚存在或多或少的問(wèn)題，但是其解決亦只是時(shí)間問(wèn)題，對(duì)此，我們可以展望未來(lái)數(shù)字模型將會(huì)取代圖紙出圖，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的革命轉(zhuǎn)變。