BIM 技术在道路工程设计中的应用与发展探讨

乔琳

山东省公路设计咨询有限公司 山东 济南 250102

引言

BIM全称“Building Information Modeling”，即建筑信息模型。该技术以数字化的三维模型为核心，可实现建筑工程中建筑物几何信息、现场状态信息、施工运动行为信息等一系列重要信息的立体化、动态化呈现。将BIM技术运用到建筑工程的建设体系中，对相关实践活动具有颠覆性的变革改善作用。据此，我们有必要对基于BIM的道路工程设计与施工优化展开探究讨论。

1 BIM技术应用概述

我国工程建设行业从2001年开始引进BIM技术，其应用在国内还处于初级阶段。BIM作为我国建设行业信息化建设的重要工具，现已逐渐得到政府、企业、行业协会等的重视。我国在城市更新、城镇化、地下管廊和城市基础设施等方面仍有较大的建设需求，资源和环境约束加大，绿色建造和绿色建筑等要求提高，劳动力成本持续增加，粗放发展模式难以为继，提质增效刻不容缓，加快BIM等信息化技术的应用将从外部的制约转化为企业内部的动力[1]。

2 BIM技术在道路工程设计中的流程

道路设计是一项复杂的系统工程，需要多专业相互配合，具有系统性、复杂性、统筹性、交互性等特点。在道路工程设计中，主要设计内容包括基础资料整理、道路平纵横设计、各专业交互设计以及设计成果输出等。在BIM设计中，其设计流程与传统设计流程基本一致，这样在设计思路上也更容易被理解和接受。道路设计的开始工作是基础资料的整理与分析，包括明确业主需求、上位规划分析以及现场情况调查等。基础资料整理完毕后便可进行道路平纵横方案设计，设计的主要目的是在各种控制因素下，选择合理的平纵面线形及横断面搭配，避开不利因素，在保证符合规范及质量要求的前提下，寻求工程安全、适用、经济及美观的辩证统一合理性。道路平纵横方案初步确定后，其他专业将在此基础上进行设计，各专业数据相互支撑与矫正。各专业交互设计完成后，设计成果便可汇总输出，用于指导施工或方案展示等[2]。

3 BIM技术在道路工程中的应用

3.1 道路工程设计成图形式的优化

CAD绘制的平面图纸很难直观体现空间感，相关人员在绘图、用图时，需要立足专业素养进行空间想象，很难对道路工程的几何形态、三维结构形成清晰认知。在运用BIM技术进行设计优化后，上述传统问题可得到有效解决。在BIM软件平台当中，会形成有多个“族”，即道路建筑物的常见结构部位。同时，在公共网络的支持下，还会有其他设计人员将自己制作的族共享到平台当中。基于此，相关人员将道路工程的各项数据输入到BIM软件平台当中，数据便会在多个族的作用下进行协同配置，从而生成三维立体的道路建筑物与施工现场模型。例如，在设计某高低塔单锁面混凝土斜拉桥时，设计人员即可选择该类型的族模块作为建模成图基础，并将“高塔塔柱：全高185m，斜拉索共29副”“低塔塔柱：全高121m，斜拉索14副”“引桥：东引桥全长277m，西引桥全长1033m”等数据输入到相应栏目中，即可实现道路模型的自动化构筑与可视化呈现。

3.2 设计方案比选

在设计方案比选阶段，创建并整合方案概念模型和周边环境模型，利用BIM三维可视化的特性展现道路设计方案。同时对多套道路方案进行可视化、可量化的比选，并根据比选结果，方便、快捷的实时动态调整设计方案。设计方案比选的工作流程宜符合下列要求：①数据收集。②利用周边环境模型进行道路选线，根据多个选线方案建立相应精度的道路模型，模型宜包含道路项目各方案的完整设计信息，创建周边环境模型，并与方案模型进行整合。③校验模型的完整性、准确性。④生成道设计方案模型，作为阶段性成果提交给建设单位，并根据建设单位的反馈修改设计方案。⑤生成道路项目的漫游视频，并与最终方案模型交付给建设单位[3]。

3.3 BIM技术在道路设计科技研发中的应用

BIM技术同样可运用到科技研发中，促进研发工作的顺利开展。BIM技术可以被运用到三维建模设计、道路中心线设计等多个环节，通过对设计的优化来提高整体性的质量。值得注意的是，技术的运用同样与设计人员之间有较大的关系，只有不断地强化教育培训、提高相关设计人员的专业技术能力，才能够更好地提高BIM技术的整体运用效果。

3.4 道路工程施工活动模拟的优化

道路工程具有环节多样、环境复杂、工期较长等特点，因此势必会在实际施工中面临多种风险问题。对此，通过BIM技术进行施工活动的预先模拟，可显著强化施工风险的规避与应对能力，为道路工程建设实践的安全施工、高效施工提供保障。例如，相关人员可依托BIM软件平台与可穿戴设备，进入到虚拟漫游模块构建出的信息化情境当中，从而沉浸式、直观化地对施工环境的整体状态、现场管理的视野死角、施工现场的高风险区域等进行充分感知，并制定出有效的事故应急预案、安全教育方案与施工管理策略[4]。

4 结束语

BIM技术能够进一步促进道路设计活动的开展，同时，能够为项目工程的设计施工打下良好的质量基础。因此，道路设计工作过程当中，需要秉承着创新的思维，了解现阶段技术的发展现状，对BIM技术持有理性客观态度，强化该项技术的学习与运用，进一步优化传统的数据系统，做好集约化的管理工作，在提高工程数据设计科学性、精准性的基础上，为后期的道路设计和项目实施开创良好的先决条件，提高项目的整体质量。