李 爽

(遼寧省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)公司 沈陽市 110006)

1 BlM技術(shù)在公路勘察設(shè)計(jì)中不同階段的實(shí)際應(yīng)用分析

1.1 協(xié)同設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

由于專業(yè)存在差異，不同的專業(yè)組在實(shí)際開展公路勘察設(shè)計(jì)工作的過程中，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)協(xié)同設(shè)計(jì)，各專業(yè)組之間存在過強(qiáng)的獨(dú)立性，無法將有效的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行深度落實(shí)，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地形以及路線數(shù)字化平臺(tái)模型的構(gòu)建，同時(shí)使得不同專業(yè)組能夠在平臺(tái)模型的基礎(chǔ)上開展實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)協(xié)同設(shè)計(jì)，并且通過對(duì)BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)的快速訪問以及BIM審核批準(zhǔn)等功能的利用，使得分布式多領(lǐng)域設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效率得到有效提升。

1.2 可視化模型展示

在傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計(jì)工作開展過程中，多數(shù)設(shè)計(jì)工作是通過對(duì)AutoCAD軟件進(jìn)行利用完成，通過對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象平面、剖切面以及立面進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，展示出整體效果，并且針對(duì)二維圖紙的使用而言，需要結(jié)合實(shí)際情況做到因地制宜，很容易出現(xiàn)不同程度的偏差和失誤。但是通過對(duì)BIM技術(shù)的全方位應(yīng)用，不僅能達(dá)到建模的目的，還能實(shí)現(xiàn)正向設(shè)計(jì)，從而保證公路勘察設(shè)計(jì)的合理性及可視化。與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，能夠獲得可見即可得的效果，并且通過可視化的仿真，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體施工過程的掌控，使得整體的設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)及可靠。如針對(duì)勘察外業(yè)階段而言，能夠?qū)o人機(jī)傾斜攝影進(jìn)行利用，同時(shí)運(yùn)用三維地質(zhì)建模平臺(tái)，使與地上以及地下相關(guān)的真實(shí)場(chǎng)景得到有效構(gòu)建，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)公路施工質(zhì)量及效率的保證[1]。

1.3 方案比較分析和明確

在傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計(jì)工作開展過程中，由于不同的設(shè)計(jì)人員個(gè)人能力不同，綜合素質(zhì)方面存在一定差異，所以會(huì)在方案設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)遺漏重要信息等情況，在開展方案選擇和比較分析過程中，缺乏較強(qiáng)的客觀性，存在主觀臆斷的情況，在路線方案制定的過程中，缺乏對(duì)平縱橫組合設(shè)計(jì)的考慮，導(dǎo)致工程建設(shè)過程中，工程量有所增加。通過對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，將其對(duì)應(yīng)的三維數(shù)字模型與GIS三維智能選線技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠達(dá)到對(duì)路線方案進(jìn)行優(yōu)化的目的。在進(jìn)行三維數(shù)字建模過程中，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)利用對(duì)三維平縱定線以及立體模型的深入分析，明確多個(gè)具備較高價(jià)值路線走廊方案的選擇，同時(shí)通過對(duì)人工智能算法以及各種約束條件的利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化。

1.4 碰撞檢查提高工程建設(shè)的可靠性

公路工程屬于線性工程，并且工程建設(shè)過程中呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，針對(duì)公路勘察設(shè)計(jì)工作而言，相關(guān)文件和圖表前后不一致的情況較為常見。通過BIM數(shù)字化模型的建立，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)設(shè)計(jì)成果中不同展業(yè)對(duì)象的碰撞檢查，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的失誤或者差錯(cuò)，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。例如在橋梁結(jié)構(gòu)中存在鋼筋鋼束，如果對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行利用，能夠進(jìn)行正確且專業(yè)的碰撞檢查和深入分析，利用對(duì)象屬性與空間位置關(guān)系的融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋鋼束沖突、鋼筋鋼束最小混凝土保護(hù)層厚度以及不同鋼筋鋼束之間的間距進(jìn)行有效且準(zhǔn)確的判斷。

1.5 模型出圖交付環(huán)節(jié)的作用

傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計(jì)文件交付環(huán)節(jié)以二維圖紙為媒介，對(duì)于工程施工相關(guān)工作的開展而言，存在一定的局限性。在BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，不僅可以按照二維圖紙的要求開展各項(xiàng)工作，還能擁有三維數(shù)字模型作為參照依據(jù)，用于進(jìn)行交付的BIM數(shù)字模型，可以幫助施工方對(duì)相關(guān)文件進(jìn)行審核、施工方案模擬以及三維可視化施工交底等，而業(yè)主方能夠通過多模型的觀察和了解，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程全壽命周期的有效管理和監(jiān)督，同時(shí)保證運(yùn)營養(yǎng)護(hù)相關(guān)大數(shù)據(jù)收集及整合，并對(duì)重要決策起到關(guān)鍵性輔助作用，從而使得公路勘察設(shè)計(jì)工作的實(shí)際效果得到充分體現(xiàn)。

2 利用實(shí)例展開BIM技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 實(shí)例工程概況

為了在公路勘察設(shè)計(jì)工作開展過程中充分體現(xiàn)出BIM技術(shù)的有效性及實(shí)際作用，以某新建高速公路的過城鎮(zhèn)路段為例進(jìn)行說明，此段的實(shí)際長度為8.5km，設(shè)計(jì)方案中的具體速度為100km/h，此公路工程中，路基寬度為33.5m，同時(shí)在該路段存在4處互通式立交以及37座高架橋梁，需要對(duì)遠(yuǎn)期綜合管廊進(jìn)行預(yù)留，同時(shí)對(duì)高速公路走廊的基本布設(shè)條件做好明確。在工程建設(shè)施工過程中，由于存在拆遷困難等阻礙，并且對(duì)景觀存在較高的要求，需要相關(guān)部門及工作人員提高重視。針對(duì)此路段中BIM技術(shù)的應(yīng)用而言，主要利用的軟件有Bentley，同時(shí)信息三維模型平臺(tái)定為Micro Station，工程項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)設(shè)為Project Wise[2]。

2.2 創(chuàng)設(shè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)環(huán)境

在開展外業(yè)地形或者物體相關(guān)數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，需要多無人機(jī)進(jìn)行利用，通過對(duì)其攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面實(shí)景的構(gòu)建。而利用Context Capture軟件進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)景模型的構(gòu)建，并將102個(gè)高精度像控點(diǎn)布置到全線當(dāng)中，方便工作過程中對(duì)實(shí)景模型進(jìn)行校正，其具備的實(shí)際精度能夠達(dá)到1∶2000，而針對(duì)局部具有覆蓋情況的物體而言，可以通過對(duì)三維激光掃描技術(shù)的利用，實(shí)現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的全部還原。在構(gòu)建基礎(chǔ)環(huán)境模型過程中，將地質(zhì)勘探得到的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，針對(duì)區(qū)域內(nèi)的地層進(jìn)行合理模擬，并保證整體的準(zhǔn)確性，建立具備較高的精度的三維地層分布模型。

2.3 利用BIM軟件開展三維數(shù)字模型設(shè)計(jì)

通過對(duì)BIM軟件的利用實(shí)現(xiàn)專業(yè)組的協(xié)同設(shè)計(jì)工作，通過對(duì)Power Civil軟件的利用，針對(duì)實(shí)際路線、立交的平面、立交的縱斷面以及橫斷面開展設(shè)計(jì)工作，同時(shí)完成可視化路線模型的構(gòu)建，應(yīng)用Project Wise協(xié)同工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)具體的路線方案以及不同專業(yè)實(shí)時(shí)協(xié)作設(shè)計(jì)。針對(duì)存在較高沿線景觀要求以及影響因素較多的情況，需要在開展專業(yè)設(shè)計(jì)工作過程中利用可視化模型實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)計(jì)方案的比較分析以及選擇，最終明確最佳的設(shè)計(jì)方案。將客觀的三維環(huán)境作為主要基礎(chǔ)，通過與路線方案的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)最佳管廊布設(shè)方式的選擇，同時(shí)能夠有效減少影響因素的干擾。以上工作環(huán)節(jié)完成后，通過對(duì)LumenRT的利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維數(shù)字模型的動(dòng)態(tài)展示，讓占地拆遷數(shù)量及不同種類充分展現(xiàn)在面前。

2.4 模型交付環(huán)節(jié)的有效控制

利用BIM軟件開展設(shè)計(jì)工作能夠得到三維數(shù)字模型，同時(shí)通過模型切坡功能的利用，可以輸出二維圖紙，在進(jìn)行模型交付過程中，主要包含的內(nèi)容有三維可視化施工交底、智慧工地建設(shè)以及施工方案優(yōu)化等，幫助業(yè)主實(shí)現(xiàn)針對(duì)工程建設(shè)全生命周期的資產(chǎn)管理，同時(shí)有效提升城鎮(zhèn)發(fā)展過程中的數(shù)字化建設(shè)水平。

3 結(jié)語

在新時(shí)期的公路勘察設(shè)計(jì)工作開展過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義和價(jià)值，同時(shí)可以利用創(chuàng)建三維數(shù)字模型，讓整個(gè)工程施工過程得到呈現(xiàn)，并幫助建設(shè)單位及施工企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在的問題和阻礙，采取有效措施做好相應(yīng)處理。利用BIM技術(shù)能夠達(dá)到正向設(shè)計(jì)的目的，同時(shí)使得設(shè)計(jì)工作變得更加多樣化，從而提升公路勘察設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量。