BIM技术在市政道路设计中的应用

杨小彪

(中都工程设计有限公司漳州分公司，福建 漳州 363000)

在市政道路设计中将BIM技术充分利用起来，使其优势充分发挥，有助于提高设计效率。采用这种设计方式，还可以做到设计与施工相结合，确保设计不会与施工之间产生偏差，由此加快工程进度。应用BIM技术绘制市政工程设计图纸，所设计的图纸能够在施工中准确发挥指导作用，尤其是虚拟模拟软件的应用，使得设计工作实现智能化，对各种问题能够及时发现，并及时解决，不需要全部重复设计。此外，市政道路设计中应用BIM技术，还能够发挥远程技术指导作用，不需要进入现场就能够全面了解现场情况，从施工的具体情况出发度设计图纸不断完善，运行模拟软件实现就可以明确展开设计，由此加快设计效率，提高设计质量。

1 BIM技术在市政道路设计中的优势分析

市政道路设计的过程中应用BIM技术，所具备的优势是多方面的，主要体现为四点，即有非常强的分析模拟能力，获得良好的协同效果，设计信息具体化，将设计效果凸显。具体有以下几个方面。

1.1 具有非常强的分析模拟能力

在进行政道路设计的过程中通过合理应用BIM 技术，在设计阶段就可以根据实际需要应用模拟软件，当启动软件之后，按照各项指令进行操作，对于有关工程建设情况参数输入到模块中，就可以将立体化图形展示出来。由于图形是三维呈现，而且具有透视化效果，所以，不仅能够观察图形外部的情况，而且内部的细节也清晰地展示出来，还可以对图形调整方向，按照比例放大或者缩小，这样可以使得设计人员对于不足之处能够及时发现并完善，并对不当之处予以修正。在修正的过程中也不需要如二维图形一项全面返修，只需要对错误之处进行修正，保证图形整体化即可，这样可以节省大量的时间，而且保证设计进度不会因为错误而受到影响，要使得整体设计需求得到保证，需要将BIM 软件所具备的模拟功能合理运用。为避免设计图存在问题而导致施工阶段需要设计变更，设计人员对于每一个细节都要予以重视[1]。在设计中应用BIM技术，使得市政道路3D信息更加丰富，工程信息非常全面，由于数据信息完备，使市政道路设计在数据的支持下更加全面，为市政道路施工顺利展开创造良好的条件。可见，BIM技术的应用中，通过发挥其模拟分析能力，使市政道路设计能够满施工要求。

1.2 获得良好的协同效果

当前各个地区的市政道路都在扩建，不仅工程规模大，而且建设工作逐渐复杂化，也更加严格要求道路建设标准，对于设计有了更高的要求。从当前的市政道路设计情况来看，如果依然采用人工操作方式，不仅质量无法保证，而且不能提高效率，更无法满足时代环境要求。

现在很多单位已经采用计算机设计软件，但是停留在二维层面。在进行二维设计的时候，通常一名设计人员不能独立进行，而是需要多个专业技术人员之间相互配合才能达到预期的设计效果。不同的专业技术人员合作，主要采用的方法是分图层，对设计图纸采用分层设色的方式，让设计图形看起来有很强的立体感，结合使用复制的方式，对协同设计系统加以制作，或者在设计中合理利用。但是，采用这种合作形式能够对低层次协同予以满足，无法实现深层次合作。在设计的时候采用二维设计方式，这种传统方法应用于市政道路中，还需要设计交叉路口以及公交车汽车站等，分项工程各有不同，在设计的过程中会产生很多的关联数据，如果对这些数据仅仅停留在单纯的整合上，难以保证设计准确。应用BIM技术则可以解决这方面的问题，使用子模型可以保证协同合作效率更高，确保道路设计符合相关标准。

1.3 设计信息具体化

应用BIM技术的设计中，将设计图纸用模型展示出来， 所有与道路建设相关的数据都可以展现出来， 包括几何信息、桥梁结构安全性以及所规定的有关材料标准等，同时工程量、按照设计展开施工的质量以及施工工艺技术等信息也会呈现。 如果有问题存在，需要及时解决，应用BIM技术修改信息更加方便。

1.4 将设计效果凸显

应用BIM技术进行市政道路设计，主要是采用构建模型的方式展示设计阶段各个环节的数据信息，并将相关数据之间建立关联性，以便需要的时候能够及时查到数据信息，从实际需求出发对数据信息进行调整。

在查找信息的过程中，不需要对数据反复输入，而是采用自动化操作方式对数据进行修改、保存，这样可以保证设计的精确度，且提高设计效率。在进行市政道路设计的过程中，如果采用常用的二维设计分图层，市政道路的立体效果以平面形态呈现，就会导致二维设计不能准确解读，甚至出现数据丢失的问题。采用此设计方法还会对设计的精准度造成一定的影响，出现设计意图不明确的问题。应用BIM技术，采用三维技术将模型建立起来，设计的三维数据得以有效体现，设计意图能够准确表达。

2 BIM技术在市政道路设计中的应用

市政道路设计中应用BIM技术，主要是进行地图处理分析、中心线设计分析、纵断面设计分析、横断面设计分析。

2.1 地图处理分析

市政道路设计中，地图处理是非常重要的内容，通常而言，勘测单位会基于设计要求将二维地图或者三维地图提供出来。将二维地图高程点设置为“0”，在地图旁边使用数字标注实际高度。如果是三维地图，标注的时候使用数字，其中的“Z”，即为高程坐标点。在处理三维地图的时候使用BIM技术，将软件图层管理打开，实施冷处理操作，除了高层点以及外图层之外，其他的选择操作都是反向的。将曲面功能建立起来，对高程点选定之后，后续的工作就是处理所有的高程点，之后将曲面查看创建起来。

具体的操作中，将地图高程数设置为“0”，然后分析三维地图，通常会采用Z坐标图块来对高程点进行表达， 这是由于使用Z 坐标图块将高程点展现出来， 其标高与实际情况更加符合。在创建曲面图标的时候，要将高程点之外的图层进行冻结处理，之后采用反选的方法。创建曲面图标之后，在对话框中选择图层和名称，将曲面所属类型确定下来，这个时候就可以将曲面图标城建起来。要保证所创建的曲面图完整， 还要将曲面属性明确，包括图形对象以及所有高层点，内容都要明确，以更加全面地呈现出曲面信息。

2.2 中心线设计分析

在设计市政道路的时候，绘制中心线绘制的效果如何直接关乎到道路设计整体质量。在具体的设计工作中，会受到多种因素的限制，在一定程度上影响绘制中心线的准确性。要使得绘制的中心线与预期要求相符合，需要在绘制之前对各种限制性因素充分考虑，根据有关规定拟合线位，对曲线长度合理调整，保证半径符合要求。在应用BIM技术的时候，设计初期就要控制好中心线，在3D图形中将中心线所在位置确定下来之后将中心线插入其中。如果要对中心线转换，就要更具有关规定标准进行，基于3D地图将其转为多段线。创建路线之后，要明确其功能，然后再执行，所创建的线路要输入到栏中。

2.3 纵断面设计分析

市政道路设计人员将有关设计软件充分利用起来对纵断面进行分析，编制断面的相关信息可以合理补充。设计人员在选择参数的时候，要严格按照道路创建提示进行，将更加完善的线路确定，纵断面要实现标准化。在这个工作环节，要在设计纵断面的时候符合有关标准，设计人员需要对纵断面拉坡加以改善。具体的工作重要做到以下三点。

其一，设计人员确定原有地面线文件之后，基于原地面线绘制拉坡线。为了满足设计需求，还要积极优化拉破线，保证拉坡线与曲线设计文件之间能够充分结合起来，确保纵断面设计图不会存在缺陷，维持其完整性。

其二，要最大程度地控制好设计难度，设计人员需要应用三维地形对地面线进行设计，还要结合实际情况不断优化，并进一步改进，当中心线符合实际情况的时候就可以停止。处于这样的环境背景下，可以自动更新地面线，降低设计的难度，以使繁琐的设计步骤简化。

其三，将地面线设计完成之后设计拉坡线，此时所涉及到的指标比较得多， 要合理应用，使得拉坡线得以合理设计。 在拉坡线涉及到过程中，还要结合纵断面，对指标对比研究，发现有不符合标准之处，需要根据纵断面布局参数命令及时修改，以做到科学修改，使得设计工作保质保量完成，各项要素符合实际。

2.4 横断面设计分析

在设计市政道路的过程中，影响非常重要的工作就是设计横断面，对于此需要高度重视。在进行横断面设计的时候，会涉及到很多的内容，需要重点考虑非机动车的处理、机动车的处理，以及路基的处理，以在设计路面结构层的时候保证其合理性。

设计道路横断面的时候应用BIM技术，可以保证提供的信息有较高的精准度，以在设计横断面的时候，其宽度符合规定的标准。要使得道路投入使用之后有较高的安全性，应用BIM技术可以从应用的角度出发科学布置横断面。设置道路各个位置的宽度数据时，需要考核区域情况，设置好节点参数，将切合实际的逻辑目标制定出来，基于此扩宽道路以及桥梁。在规划市政道路以及设计的过程中，确保选用的构件合适，设计横断以及建设市政道路的时候，保证构件的合理性，才能使部件顺利组建和拼接。

比如，某市政道路建设中应用Civil 3D程序设计横断面。将道路装配创建起来，应用Civil 3D软件对于各个部件的功能以及安装的位置充分明确，对于部件的组合优化非常有利，保证道路装配获得良好的效果。在道路模型建立的时候，前期阶段需要根据装配指令对装配的名称明确[2]。

在进行竖线插入的时候，使用圆形作为竖线的标记，以保证竖线所在位置的准确，应用的过程中将其作为装配基准线。

要使得装配工作顺利进行，可以对部件工具板进行选择，发挥其相关的功能，保证装配工作质量符合要求。要获得良好的效果，对于横断面标准要明确，还要根据实际需要对所需要的装配继续添加，以保证横断面设计与实际情况相符合。

3 BIM技术的应用前景分析

市政道路设计中应用BIM技术，从其未来前景来看，将结合使用计算机技术和通信技术，使其功能趋于全面，道路工程设计更加完善。具体如下。

其一，应用移动终端展开设计。互联网技术普及，移动智能终端的兼容性更强，人们要获得所需要的信息，并不会受到时间和空间的限制，建筑设计领域，承包商会将移动设备配备给现场的工作人员，设计工作在现场就能够进行。

其二，应用无线传感器网络展开设计。通过安装监控器和传感器，对工程所在环境的温湿度和空气质量实时监测。无线传感器网络运行的过程中，将通风信息、热力供应信息、水资源供应信息等等汇总之后传递给工程师，工程师就可以从综合角度了解建筑现状，以此为依据将设计方案制定出来[3]。

其三，应用云计算技术展开设计。BIM技术的应用中发挥云计算技术的作用，无论是分析结构看，还是掌握资源消耗情况，应用该技术都可以处理信息并详细分析，同时还可以实时计算，使得设计人员短时间内获得不同的设计以及解决问题的方案，进行比较分析[4]。

其四，应用数字化现实捕技术展开设计。数字化现实捕技术的应用中，主要发挥作用的是激光，对桥梁、道路等进行扫描，早期数据就能够获得。展望未来，设计人员在3D空间中展开设计工作，主要采用的是沉浸式交互式方式，将设计产品的开发情况直观呈现[5]。

其五，应用协作式项目交付方式展开设计。BIM是一种技术，未来其将被视为工作流程，不仅用于对设计方式的改变，而且对执行项目施工的方法予以改变。应用协作式项目交付方式展开设计，业主、设计人员和承包商建立合作关系，每个人都可以提出自己的观点。

4 结 语

通过上面的研究可以明确，在市政道路设计中应用BIM技术，可以通过三维信息模型从整体的角度展开设计，而且通过其透视化效果能够及时发现不足之处，使用模拟软件将设计模操作，可以了解设计用于施工的中的状况以及投入运用后的情况。应用BIM进行市政道路设计，确保设计中的各项工作更加顺畅。由此可见，市政道路设计中应用BIM技术存在明显优势，用于地图处理分析、中心线设计分析、纵断面设计分析以及横断面设计分析。随着BIM技术的不断发展，在设计应用中不断完善，该技术的应用会有更加美好的发展前景。