BIM技术在市政道路设计优化的应用研究

张晓恒

（上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司天津分公司，天津 300450）

BIM技术最初被提出是在20世纪70年代，但是当时BIM的提出并没有受到人们的关注，应用程度不高。在20世纪90年代，科学技术水平在不断提升，人们对建筑质量的要求也越来越高，随之社会开始对BIM在建筑领域的应用更为重视，并逐渐开始扩大应用领域，且均发挥了积极的作用。在初期阶段，BIM是指建筑信息建模，而后随着科技的发展，BIM技术开始向工厂信息技术延伸，具有智能化、数字化的信息仿真模拟系统，实现了三维数字化的理念。与此同时，BIM技术也具有可视化、模拟性、协调性、优化型的优势，开始在建筑以及设计领域大放异彩。BIM技术在市政道路设计中的应用，解决了道路设计过程中存在的种种问题，不仅提升了工作效率，且企业的收益也由此得以提升。

1 BIM技术优势

1.1 具有很高的可视化程度

在市政道路施工设计中，BIM技术的应用，能够促使道路工程设计实现多样化以及可视化。也就是说，BIM技术能够转化二维设计为三维设计模式，从而形象化、立体化的展示设计的画面。传统市政道路施工设计时，设计方案都是通过图纸进行展示，但是图纸却无法有效体现设计的理念以及设计特点，无法达到理想的效果。利用BIM技术就能够有效串联市政道路工程设计过程中的各个环节，从而保证各个结构都能维持稳定，实现市政道路施工设计整体化以及可视化。

1.2 具有较强的模拟性

BIM技术在与现代化数字模拟仿真系统相结合使用后，能够促使道路工程设计的操作以及模拟工作更为真实，并直观地显示出设计结构。例如，BIM技术在道路工程设计中的应用，就能够将街道以及街道周边的绿化、红绿灯等城市家具显示出来，从而实现全真模拟。市政道路模拟效果如图1所示。

图1 市政道路模拟效果

1.3 具有一定的优化性

BIM技术具有较高的技术含量，能够对施工项目进程进行优化。市政道路施工过程中，为保证工程能够顺利完工，就需要对施工过程中的设计环节、施工环节以及管理环节进行优化。BIM技术的应用，能够利用相关信息资料将模型建立起来，从而有效显示出路面的真实情况。但是在传统的设计中却无法实现，如此庞大的系统，在运营以及维护上需要有高科技进行支持，且大型设备超出了普通员工正常的工作额度。面对此问题，BIM技术能够很好地对其进行优化，面对工程量大以及技术含量高的工程，BIM技术能够很好地胜任，在整个工程建设过程中起到十分重要的作用，BIM优化方案对比见图2。

图2 BIM优化方案对比

1.4 具有很好的协调性特点

在市政道路施工中，需要多个部门之间进行友好协调，例如，设计单位以及业主、施工单位三者之间就需要做好沟通交流，从而对市政道路工程的各项工作以及责任进行划分，更好地完成自身的工作。其中，设计以及施工单位从自身角度而言，对工作都有一定要求，由此，在施工过程中就会有很对细节问题存在歧义。传统的市政工程设计施工中，如果设计单位与施工单位之间存在不同的意见，就会严重阻碍施工单位的施工进度，增加施工成本，降低企业的经济效益。在此过程中应用BIM技术就能够有效解决这一问题，BIM技术能够全程模拟市政道路施工的整个过程，并及时找出其中可能出现的问题，保证在施工前就将施工单位、业主以及设计单位之间的问题解决，制定有效的解决方案，从而保证三者之间能够达成共识，在方案确定后，工程施工就能够顺利地实施，不仅能够降低工程施工成本，企业的经济效益也会有所提升[1]。

2 市政道路设计中BIM应用存在的问题

2.1 本地化程度不高

我国现阶段使用的BIM软件，多借鉴了欧美等国家的样例，我国BIM技术的应用时间较短，还没有形成规范的图集，且当前我国开发的BIM技术较为简单，用户体验较差，缺乏统一的标准，大多数情况都是依靠工作人员的经验完成工作[2]。

2.2 行业没有给予足够的重视

当前阶段，我国国内BIM 技术的应用较为广泛，且受到了大众的普遍关注。但是，多数应用者对BIM的认识仅局限在REVIT系列建筑类设计软件，BIM在基础设施中的应用很少被提及，这与同款软件本地化程度应用欠缺存在一定必然联系，同时也会受到同行业重视程度以及开放程度的影响[3]。

3 市政道路工程施工中BIM技术的应用

3.1 处理地形图

设计市政道路工程过程中，重点需要做好勘探工作，从而保证工程施工能够顺利进行。在勘探过程中，一般设计单位会使用二维或者三维地形图进行参考，二维地形图需要将真实高程设置为0，而后利用数字显示地形的高度。三维地形图在显示实际地形高程时主要利用标注高程点方式。在三维地形图中，采用Z坐标土块显示高层点，也就是说，在创建曲面时，需要采用标注高程点方式。在标注过程中，首先，需要将图层管理器打开，反向选择除高程点以外的其他图层，选择后进行冻结；而后，打开创建曲面工具，选择合适的名称、图层以及曲面工具，点击曲面树形菜单，在定义工具框中选择“块”选项；最后，利用框选的形式对高程点进行标注[4]。

3.2 设计道路纵断面

应用BIM技术能够有效设计道路纵断面，在设计过程中，首先需要打开软件，制定好原地面线文件，将原地面线做出来，而后在此基础上将拉坡线制定出来。拉坡线设计时，为有效提升设计水平，就需要有效优化以及挑战设计工作。首先，可以将与拉坡线有关的文件进行储存，放置在竖曲线设计文件中，同时与原地面线以及其他资料结合查看，更好地绘制出纵断面设计图[5]。

3.3 设计市政道路横断面

横断面设计在道路工程设计中较为重要，在设计时，需要采用多种辅助部件。首先，需要创建道路横断面，并重新命名，而后将带有圆形标记的竖线插入到任意区域，此条竖线就是装配图的基准线。完成上述操作后，就需要根据道路横断面设计图以及实际工程需要加入其他的装配图。

3.4 绘制道路中心线

设计市政道路施工时，最为重要的步骤就是绘制道路中心线。在绘制过程中，需要综合考虑多种因素，从而促使道路中心线设计能力得到有效提升。在实际绘制时，首先需要规划好道路的整体情况，从而保证中心线能够准确地插入已经绘制完成的三维地形图中。而后，需要转移中心线，使其能够在三维地形图中转化为多段线。以上绘制工作完成后，需要选中道路中心线，并在对话框中将线路的名称输入进去，中心线的绘制工作才算完成。最后，将所有设计信息、结构形式与周边环境进行整合，完成最终的设计方案，如图3所示。

图3 市政道路BIM设计效果图

4 结语

综合分析可知，在市政道路设计中应用BIM技术，有效替代了传统二维设计，对于市政道路设计优化有一定积极意义，在提升工程质量的同时，也规避了重新设计造成的损失，市政道路设计的科学性以及合理性更高。文章针对BIM的优势、应用问题以及具体应用进行详述，希望为BIM技术在市政道路设计中的应用提供具有价值的参考，进而全面提升工程的总体质量，提高经济效益，打造大众信赖的市政工程。