论BIM技术在市政道路设计中的应用

苏交科集团股份有限公司 / 郭涛

所谓BIM技术，就是通过建筑信息化三维模型的建立，通过模型展示相对完善的建筑信息让相关的技术人员可以通过模型来了解建筑。目前，BIM技术得到了广泛应用，其本身能够帮助市政道路设计有效地提高设计效率，从而推动市政道路工程的可持续发展，以此来推动城市经济的持续增长。

一、市政道路设计中BIM技术的应用优势

（一）分析模拟能力较强

在市政道路设计之中利用BIM技术，其能够将设计阶段的工程建设效果直观地展现处理，从而让设计人员能够对其中存在的问题加以分析，并且针对问题提出完善的设计方案。所以，要确保整个设计的需求，就需要展现出BIM技术本身的模拟分析能力。为了避免因设计图中存在问题和漏洞而造成建设过程中的返工，设计人员在最初阶段就需要注重设计细节。在出现BIM技术之后，就能够应用到市政道路设计中去，就可以实现市政道路3D信息、工程信息等丰富，以便为后续的建设提供数据支撑，确保建设施工能够有效地开展下去。同时，BIM技术也能够强化模拟分析能力，真正帮助市政道路完善其设计工作，以便满足实际的施工需求。

（二）凸显设计效果

BIM技术在市场道路设计之中的应用，主要是利用建模形式来展示设计阶段每一个步骤的基本数据，能够针对数据实现关联。数据在关联之后有利于后续的查找，并且基于实际的需求进行针对性的调整。信息查找过程中，也不需要反复输入，自动化修改并且保存相应的数据，这样也可以提升设计的效率和精确度。在此前的具体的设计环节，二维设计技术的使用，仅仅依靠二维平面形态来展现三维空间，最终就会丢失三维数据，其设计也会对设计的精确性造成影响，导致设计意图的解读出现差错。BIM技术的应用，通过三维建模，就可以将市政道路设计的三维数据真正地展现出来，并且也能够将设计意图完美的呈现出来。

（三）协同效果较好

在市政道路扩建之后，其建设越来越复杂，并且道路的建设标准也变得更加地严格，导致道路设计难度也在进一步加大。市政道路设计无法完全依靠设计人员来独立完成，需要多个甚至一个团队的专业的技术人员协调配合，才可以确保其设计效果达到预期的要求。针对二维设计分析，不同专业人员仅仅需要分图层和复制，从而针对其制作或者是利用协同设计系统来进行合作。但是这样的合作方式只能够满足低层次的协同合作，无法满足各个专业之间的深层次合作。如果在设计之中依旧选择传统的二维设计，就需要设计交叉口、公交车站等，对于分项工程设计，因为有诸多关联数据的存在，单纯的进行整合，就可能会出现设计的差错。在BIM技术应用的时候，基于子模型来开展协同模式的高效合作，就可以确保道路的设计能够满足预期的设计标准。

二、BIM技术在市政道路设计中的实际应用

在市政道路设计之中BIM技术的具体应用，选择南京市马高路北延工程设计项目：项目位于“长三角一体化先导区、宁镇扬同城化核心区”的南京紫东片区，道路规划为城市主干路等级，设计速度50km/h，标准段红线宽度40m（宁沪高速以北）和45m（宁沪高速以南）；路线南起宁杭公路与现状马高路交叉口，线位沿宁芝路往北布设，先后与白鹅山路、狮麟路、美芝嘉路、狮子坝路相交，下穿沪宁高速后路线继续向北，终点接金马路与石狮路交叉口；规划全长1641.015m。为了对于本工程的设计有一个清晰的认识，从而选择BIM技术的合理使用。

（一）场地建模和分析

场地建模与分析作为BIM应用的主要方面，其包含的内容如下：第一，现状场地建模。针对工程现场的地表和地物都需要进行对应的建模分析，确保与道路设计模型相互匹配，可以做好对应的土石方工程量的计算，从而评估拆迁工程量。第二，规划路网建模。基于路网建模的规划，也可以将拟建工程与已有的路网联系的紧密度呈现出来。第三，三维地质建模。三维地质建模可以将工程的基本地质情况展现出来，并且各结合地质勘察报告，分析并评价现场的建设环境。

（二）地形处理中的应用

地形处理作为市政道路设计之中的基础。在本工程之中应用BIM技术，通过地形数据资料，就可以实现数字地面模型的建立健全。在实际的区域之中，通过本项目来采集对应的数据信息，就可以形成对应的三维地形图，然后利用Open Bridge Modeler等相应的软件，就可以针对所在区域的具体标高数据、等高线数据、构筑物数据等，从而转换其相对应的格式，这样就可以满足三维曲面的建立健全。并且通过可视化工具的使用，直观地针对市政道路所在区域的控制因素和地形地貌等进行实施的查看。由此，在市政道路设计的初期阶段，就可以系统地分析设计的重难点，以便在设计之中能够集中地进行解决，最终提升市政道路设计的效率。

（三）在道路设计中的应用

在本工程的道路设计中，BIM技术能够直接在多个环节之中加以应用。在实际应用环节，这几个方面的设计内容是相互制约、嵌套的。这样可以确保交互设计之中的数据互通，利用分享内容对应的集中化控制处理，满足均衡状态的实际需求，并且形成对应的设计道路模型。

在具体的设计阶段，对于道路模型相互关联的设计实体，其主要包含了路基模板、数字地面模型实体、纵断面拉坡图实体、边坡模板等。而实体之间相互的嵌套关系，其主要表现在：第一，路中线实体和纵断面实体之间存在一定的关联度；第二，数字地面模型实体和路中线实体之间存在关联度；第三，路中线实体和纵断面实体之间存在关联度。

基于BIM技术，实现对于地形数据的后期运用，并且其相对应的数据又能够实现纵断面设计实体的合理反馈。如此，就可以提供理论性的指导，同时也能够满足数据方面的支持。同时，还能够针对市政道路监控其重点路段横断面相对应的戴帽情况。但是如果其本身的具体情况和设计标准之间差异性较大，那么就需要做好针对性的修改。如果与实际标准之间的差距偏小，则可以选择通过纵断面实体的修改来满足要求。通过BIM技术的应用，可以针对监测断面的实际情况进行实时更新，以此来获取每一个断面戴帽的情况，在发现问题之后就可以及时地处理，以此来降低后期的修改次数，提升设计效果。针对各个实体之间的相互关系，具体如图1所示。

图1 各实体间关系图

在BIM模型使用之后，就可以与项目的平面设计图、横断面设计图、挡土墙设计图等自动出图相互匹配起来。在出图之后，若需要修改其中的一部分参数和指标，那针对参数进行对应的调整即可；不需要进行其余数据的修改，在修改完成之后，市政道路设计模型也能够自动的完成更新，最终在满足设计智能化的同时，也能够实现设计效率的提升。

（四）地下管线综合设计中的应用

在市政道路下方会有大量给排水管线、照明电缆、热力管线、电力管线等埋设。为了避免在南京市马高路北延工程建设过程之中对于地下管线造成破坏，在施工范围内，就要求各个专业可以针对工程管线的平面位置、竖向高程等做好对应的协调处理。在应用BIM技术之后，就可以满足三维可视化模拟的实际需求。所以，直接考虑到通过Magi CAD软件的建模处理，在实际划分中，按照对应管线的施工图纸进行分析处理。在建模环节，要求能够按照“从上到下、大管让小管”的基本建模顺序，从而降低改建与调整管道的难度。在完成建模之后，需要做好对应的检查碰撞检查，并且按照检查的实际结构，从而确定管线是否需要进行下一步的调整。

在开展预留与预埋设计的时候，BIM技术能够精确地定位预留孔洞具体位置，并且按照设计、分析、模拟等基本的设计思路，动态化地表述实际工程状况，这样就可以基于多专业角度来合理地开展设计，在BIM软件之中，通过具体分解结果的模拟，就可以有效地解决问题，以此来提高设计效果，尽可能缩短设计的时间，从而为动工建设留下充足的时间。针对地下综合管线合计之中BIM技术的具体应用如图2所示。

图2 地下综合管线设计中的应用

三、结语

总而言之，伴随着城市化进程的持续推进，相对应地也会增加其建设规模和实际的数量，这样使得市政道路设计难度也在进一步提高。所以，为了满足市政道路设计质量与效果的保障要求，BIM技术的应用，就能够取得显著的效果。