BIM技术在提升公路勘测设计质量中的应用

李 爽

(辽宁省公路勘测设计公司 沈阳市 110006)

1 BlM技术在公路勘察设计中不同阶段的实际应用分析

1.1 协同设计目标的实现

由于专业存在差异，不同的专业组在实际开展公路勘察设计工作的过程中，很难实现实时动态协同设计，各专业组之间存在过强的独立性，无法将有效的协调工作进行深度落实，通过对BIM技术的应用，实现地形以及路线数字化平台模型的构建，同时使得不同专业组能够在平台模型的基础上开展实时动态协同设计，并且通过对BIM平台数据的快速访问以及BIM审核批准等功能的利用，使得分布式多领域设计的整体质量和效率得到有效提升。

1.2 可视化模型展示

在传统的公路勘察设计工作开展过程中，多数设计工作是通过对AutoCAD软件进行利用完成，通过对设计对象平面、剖切面以及立面进行二维设计，展示出整体效果，并且针对二维图纸的使用而言，需要结合实际情况做到因地制宜，很容易出现不同程度的偏差和失误。但是通过对BIM技术的全方位应用，不仅能达到建模的目的，还能实现正向设计，从而保证公路勘察设计的合理性及可视化。与传统的二维设计进行比较，能够获得可见即可得的效果，并且通过可视化的仿真，可以实现对整体施工过程的掌控，使得整体的设计方案更加科学及可靠。如针对勘察外业阶段而言，能够对无人机倾斜摄影进行利用，同时运用三维地质建模平台，使与地上以及地下相关的真实场景得到有效构建，从而实现对公路施工质量及效率的保证[1]。

1.3 方案比较分析和明确

在传统的公路勘察设计工作开展过程中，由于不同的设计人员个人能力不同，综合素质方面存在一定差异，所以会在方案设计方面出现遗漏重要信息等情况，在开展方案选择和比较分析过程中，缺乏较强的客观性，存在主观臆断的情况，在路线方案制定的过程中，缺乏对平纵横组合设计的考虑，导致工程建设过程中，工程量有所增加。通过对BIM 技术的应用，将其对应的三维数字模型与GIS三维智能选线技术进行有机结合，能够达到对路线方案进行优化的目的。在进行三维数字建模过程中，计算机会自动利用对三维平纵定线以及立体模型的深入分析，明确多个具备较高价值路线走廊方案的选择，同时通过对人工智能算法以及各种约束条件的利用，实现对目标函数的优化。

1.4 碰撞检查提高工程建设的可靠性

公路工程属于线性工程，并且工程建设过程中呈现多样化特点，针对公路勘察设计工作而言，相关文件和图表前后不一致的情况较为常见。通过BIM数字化模型的建立，能够实现针对设计成果中不同展业对象的碰撞检查，从而及时发现存在的失误或者差错，并采取相应的措施进行处理。例如在桥梁结构中存在钢筋钢束，如果对BIM技术进行利用，能够进行正确且专业的碰撞检查和深入分析，利用对象属性与空间位置关系的融合，实现对钢筋钢束冲突、钢筋钢束最小混凝土保护层厚度以及不同钢筋钢束之间的间距进行有效且准确的判断。

1.5 模型出图交付环节的作用

传统的公路勘察设计文件交付环节以二维图纸为媒介，对于工程施工相关工作的开展而言，存在一定的局限性。在BIM技术应用的基础上，不仅可以按照二维图纸的要求开展各项工作，还能拥有三维数字模型作为参照依据，用于进行交付的BIM数字模型，可以帮助施工方对相关文件进行审核、施工方案模拟以及三维可视化施工交底等，而业主方能够通过多模型的观察和了解，实现对工程全寿命周期的有效管理和监督，同时保证运营养护相关大数据收集及整合，并对重要决策起到关键性辅助作用，从而使得公路勘察设计工作的实际效果得到充分体现。

2 利用实例展开BIM技术应用分析

2.1 实例工程概况

为了在公路勘察设计工作开展过程中充分体现出BIM技术的有效性及实际作用，以某新建高速公路的过城镇路段为例进行说明，此段的实际长度为8.5km，设计方案中的具体速度为100km/h，此公路工程中，路基宽度为33.5m，同时在该路段存在4处互通式立交以及37座高架桥梁，需要对远期综合管廊进行预留，同时对高速公路走廊的基本布设条件做好明确。在工程建设施工过程中，由于存在拆迁困难等阻碍，并且对景观存在较高的要求，需要相关部门及工作人员提高重视。针对此路段中BIM技术的应用而言，主要利用的软件有Bentley，同时信息三维模型平台定为Micro Station，工程项目协同管理平台设为Project Wise[2]。

2.2 创设综合性较强的设计环境

在开展外业地形或者物体相关数据采集工作时，需要多无人机进行利用，通过对其摄影测量技术的应用，实现对地面实景的构建。而利用Context Capture软件进行利用，实现对三维实景模型的构建，并将102个高精度像控点布置到全线当中，方便工作过程中对实景模型进行校正，其具备的实际精度能够达到1∶2000，而针对局部具有覆盖情况的物体而言，可以通过对三维激光扫描技术的利用，实现真实场景的全部还原。在构建基础环境模型过程中，将地质勘探得到的数据作为基础，针对区域内的地层进行合理模拟，并保证整体的准确性，建立具备较高的精度的三维地层分布模型。

2.3 利用BIM软件开展三维数字模型设计

通过对BIM软件的利用实现专业组的协同设计工作，通过对Power Civil软件的利用，针对实际路线、立交的平面、立交的纵断面以及横断面开展设计工作，同时完成可视化路线模型的构建，应用Project Wise协同工作平台，实现具体的路线方案以及不同专业实时协作设计。针对存在较高沿线景观要求以及影响因素较多的情况，需要在开展专业设计工作过程中利用可视化模型实现对不同设计方案的比较分析以及选择，最终明确最佳的设计方案。将客观的三维环境作为主要基础，通过与路线方案的有机结合，实现最佳管廊布设方式的选择，同时能够有效减少影响因素的干扰。以上工作环节完成后，通过对LumenRT的利用，实现对三维数字模型的动态展示，让占地拆迁数量及不同种类充分展现在面前。

2.4 模型交付环节的有效控制

利用BIM软件开展设计工作能够得到三维数字模型，同时通过模型切坡功能的利用，可以输出二维图纸，在进行模型交付过程中，主要包含的内容有三维可视化施工交底、智慧工地建设以及施工方案优化等，帮助业主实现针对工程建设全生命周期的资产管理，同时有效提升城镇发展过程中的数字化建设水平。

3 结语

在新时期的公路勘察设计工作开展过程中，BIM技术的应用具有重要的实际意义和价值，同时可以利用创建三维数字模型，让整个工程施工过程得到呈现，并帮助建设单位及施工企业及时发现环境中存在的问题和阻碍，采取有效措施做好相应处理。利用BIM技术能够达到正向设计的目的，同时使得设计工作变得更加多样化，从而提升公路勘察设计工作的效率和质量。