BIM技术在市政道路设计阶段的应用

李雄雄

甘肃和诚工程咨询设计有限公司，甘肃 兰州 730000

在市政道路设计中，BIM技术的应用存在一定特点，如模拟效果强、优化作用强、协调效果好等，基于BIM技术的道路中心线绘制、道路建模等均能够证明这一点。为了更好地满足城市化建设需要，BIM技术的科学应用必须得到市政道路设计相关人员的重视。

1 市政道路设计阶段BIM技术的应用路径

1.1 地形图处理

BIM技术可用于市政道路设计图纸的处理，这种处理能够直观展示设计图，使施工精确度得到更好的保障。在市政道路工程中，勘测单位一般会提供二维图纸和三维图纸，两种图纸在高程点设置方面存在差异，前者采用实际高程点，后者采用实际工程高度，但两种图纸均存在精度方面的缺陷，而在应用BIM技术进行处理后，这种缺陷能够得到有效弥补，有利于施工的顺利开展[1]。

1.2 道路中心线绘制

绘制道路中心线属于市政道路设计的重要组成部分，多方面因素均可能对道路中心线绘制造成影响，因此必须设法全面了解相关影响因素。在BIM技术支持下，设计人员能够模拟绘制市政道路中心线，通过实景模拟实验，即可保证问题的及时发现和针对性处理。此外，BIM技术还能够在实验过程中通过立体形式展现市政道路中心线，市政道路设计能够由此顺利地开展[2]。

1.3 道路纵、横断面设计

道路纵、横断面设计属于市政道路设计的重点内容，传统设计以原地面为依据，并通过拉线方式对生成的文件进行调整，这种设计很容易引发相符度相关问题。在应用BIM技术的过程中，可直接应用三维立体设计方案，后期修改设计方案的效率能够得到提升，还可及时发现和处理设计问题，直观展示设计成果，提高设计质量。

1.4 道路建模设计

BIM技术的应用可实现市政道路三维模型建设，这一过程中设计人员能够更直观了解市政道路纵断面和横断面的匹配情况。基于道路的实际情况，BIM技术支持下的市政道路设计还能够灵活进行调整，这种直观的设计具备较高实用和推广价值，使更明显的设计意图展示、精确度更高的工程量计算、更准确的模拟分析、更强的协同效果成为可能[3]。

2 实例分析

2.1 工程概况

以某市政道路工程为例，该工程主线道路属于双向6车道的城市快速路，道路红线宽、设计全长分别为40～60m、2950m，包括2461m长的高架桥段。工程辅道属于双向6车道的城市次干道，道路红线宽、设计全长分别为60m、1288m。工程属于典型的拓宽改造项目，现状道路存在35m宽的路基。

2.2 模型构建

在BIM技术的应用中，案例市政道路工程实现了BIM技术的全面应用，在施工指导等方面，技术的应用价值充分发挥，这种价值在工程量统计核算等方面也有着直观体现。具体采用的软件包括Open Bridge Modelr、Microstation、Power Civil等，使道路建模、桥梁建模、附属设施建模需求得以满足，结构工程、路桥模型工程等环节的计量工作也得以高效、高质开展。

在创建地形环节，传统二维设计会导致市政道路周边的现状道路、建筑、景观等环境元素无法直观展示，因此案例工程的实景模型建设引入倾斜摄影技术，三维地形因此实现清晰表达，工程周边真实环境得以完整展示；进行道路建模、深化道路设计时，具体涉及纵断面、中心线等方面，能够顺利实现实时工程量统计，道路共享BIM模型可满足排水、绿化等其他专业的设计需要，道路专业更新能够同时结合其他BIM模型进行，道路设计任务由此得以快速完成；桥梁建模应用参数化布跨方法，现有设计资料需要在其中得到充分应用，各专业的BIM模型也需要融入其中，以此逐步开展桥梁方案设计和BIM模型建立，模型整合与分析需要在前期建立的BIM模型上进行，需同时结合基础资料，以此实现模型设计的进一步深化，这一过程需关注联动更新的道路桥梁布跨和平纵设计；附属设施创建负责完成交通标牌、路灯、声屏障等设施设计，同时要建立项目标准化族库，该工程创建的总装模型如图1所示。

图1 基于BIM技术的总装模型

2.3 设计应用

在案例市政道路工程的具体设计中，BIM技术的应用主要体现在以下四个方面：

（1）正向设计出图。二维图纸在较为复杂三维构筑物的设计意图展示方面存在不足，这会对施工的顺利开展造成一定制约，也可能出现设计与施工偏离的情况。在BIM技术的支持下，案例市政道路工程中的立体构筑物得以直观展现，设计意图能够通过BIM模型更好地传达给施工人员，施工与设计间的沟通障碍被打破，在BIM技术正向设计出图支持下，设计意图通过三维方式得到较好展现，设计思路传递也使案例工程中大多数构造的正式设计出图问题得到有效解决。

（2）碰撞检查。在BIM技术支持下，设计人员通过叠加整合桥梁、管线、道路等专业的BIM模型，位置关系检查的直观程度、效率和质量均大幅度提升，设计人员还在软件的支持下全面、快速发现了各类碰撞问题，这使得设计质量进一步提升，如通过对比相关模型，设计中的管道与钢筋碰撞得以有效核查，相关设计问题规避、施工的顺利开展均获得支持。

（3）复核工程量。对比二维施工图和BIM三维模型中揭示的工程量可以发现，案例市政道路工程中的桥梁专业、道路专业分别存在1%、2%左右的工程量误差。

（4）净空视距检查。基于具备可视化特点的BIM三维模型，BIM技术能够用于行车视角视距区域模拟，可由此科学开展视距范围内障碍物复核，具体的道路视距分析采用Open Roads软件，案例市政道路工程桥梁布跨和道路线型方案的优化调整得以顺利实现。

BIM技术在案例市政道路工程的施工中的深入应用，这种应用可以视作设计层面的延伸，而随着在工程全生命周期内的应用，BIM技术的价值还能够得到更好的发挥。通过征地拆迁复核，将地形图与BIM模型叠加，道路红线范围、征地拆迁、用地情况得以直观复核，倾斜摄影的价值也能够更好发挥，这为设计方案优化和投资节约提供了一定依据。在具体的放样环节，BIM技术同样具备较高的应用价值，这种应用主要体现在GIS坐标供给方面，其能够为相关设计和计算提供依据，施工指导获得充足依据，在同类工程中这种应用也较为普遍。通过叠加三维实景和BIM模型，能够较好地复核现状与设计相结合的情况，这对于提高设计和放样精度、规避重大失误具有重要意义。

2.4 难点与创新点

在基于BIM技术的市政道路工程设计案例实践中，文章研究采用的软件具备较高的实用性，能够满足具体应用需要，BIM技术直观展示的设计成果也能够证明这一点，在工程设计建模支持下，设计效率和设计质量更高，能够更好地提供可视化指导，满足现场施工需要。桥梁的参数化布跨和参数化建模能够有效规避反复建模问题，BIM模型能够自动适应方案调整，提高工作效率，节省工作时间。案例市政道路工程采用BIM正向设计方法，同时引入了三维倾斜摄影技术，这使得BIM技术在市政道路桥梁工程中的应用路径得以明确，同时不断推进BIM族库的建立健全，BIM技术即可更好地在市政道路工程的设计与施工中发挥自身优势。

3 结束语

综上所述，BIM技术在市政道路设计阶段的应用价值较高，这在研究中已经得到直观证明。为了更好地满足市政道路设计需要，研究人员在研究BIM技术的深入应用时，还需要关注二维设计弊端的克服、BIM-5D工程量的统计及BIM平台的二次开发等方面。