BIM技术应用于市政道路设计中的策略探析

文 / 余意飞

引言

城市公共设施的建设不断加快，如：道路交通建设，铁路运输建设，管道工程建设等，其重要的经济基础来源于我国不断增强的经济实力。BIM技术不仅适用于住宅建筑行业，也适用于道路建设。如在市政道路设计中应用BIM技术，可以发挥出BIM技术的巨大优势，并提供了有力的支持在市政道路建设的发展上。

一、目前BIM技术应用于市政道路设计中存在的问题

（一）对于复杂的地理环境无法发挥巨大优势

由于我国复杂的地理环境，使BIM技术的优势在实际的应用中没有得到充分的发挥。地理情况是市政道路设计中必须考虑的重要因素之一。和其他建筑项目相比，市政道路工程覆盖范围较广，并且线性特征较强，所以，在设计中，必须将相关的因素都考虑在内，尤其是遇到复杂的地理环境、地理情况，投入成本及建设难度都需要考虑全面。但是，目前市政道路设计对BIM技术的应用还不是很完善，在环境复杂的市政道路设计中没有发挥出优势。

（二）缺乏适合的专业软件

BIM技术的应用基于对计算机及对应的软件的应用。但是，在实际的应用中，由于并非是我国的技术人员研发的，导致对于针对我国的市政情况进行设计存在一定的困难。同时，BIM技术大多应用于建筑设计，并且建筑设计与市政设计区别还是很大的，因此对于我国市政道路设计缺乏适合的BIM软件。

（三）缺乏技术人才

由于BIM技术使用人才，BIM技术的巨大优势，仍然在市政道路设计中没有把相应的优势发挥出来。为了促使在市政道路设计中有效的应用BIM技术，参与市政道路设计的工作人员需要具备非常强的计算机操作技术，对当地道路设计专业知识进行有效的分析及充分理解。基于此，可以大大提高BIM技术的使用效果。然而目前，许多市政道路设计人员已经获得了具体的设计知识，对BIM技术的理解不足，缺乏有效控制BIM软件的能力，致使BIM技术在市政道路设计中的重要作用没有办法有效的发挥。

二、BIM技术应用于市政道路设计中的优势

（一）道路设计的可视化

在市政道路设计中，想要清晰的掌握设计重点及内容，BIM技术的可视化应用是非常重要的，并且可以对设计的内容进行数字化。传统的结构图设计信息使用线和数字表达，图纸的设计内容需要设计师和建设者能够准确的理解。

（二）道路设计有效协调

由于市政道路设计需要全面考虑地下电缆、排水设施及城市交通，所以设计和建设都是非常复杂的，因此，市政道路的可协调性就非常重要，对不同施工现场的需要做好协调工作。在市政道路建设中，经常会出现需要马上解决的问题，能够及时做好协调和修复关键的是完整的设计信息，需要设计单位能有效识别出市政道路设计中的重要点以及特殊路线安排。对于BIM技术而言，可以储存详细的数据，并把专业性的问题通过道路设计模型体现出来，并对数据进行有效的计算及协调，可以为道路建设问题很好地解决。

（三）模拟道路设计

BIM技术可以通过计算机模型进行有效的模拟。对市政道路设计时，第一步是执行整体表面数据建模，把测量工程参数和建筑参数输入到设置好的模型中，可以计算出的各种设计的选项，并通过BIM系统对设计优化和比较，以实现道路设计的精确建模，同时进行3D演示，并模拟完工处理和建设成本。

（四）优化道路设计

BIM技术可以优化设计及建设，并且对设计信息及设计的整体性进行有效的评估，包括项目的各种数据，使市政道路设计进行不断的优化。

例如，在优化市政道路设计的过程中，BIM技术结合设计和成本管理，依据设计的内容同时将成本进行优化，合理降低建设成本，并且可以优化道路工程专项项目，比如道路改造等，对于隐藏的问题也能做好及时发现。

（五）真实表达设计意图

市政道路设计当中，因环境过于复杂，有较多的影响因素，采用二维设计无法有效简化问题，难以凸显设计主题，且极易遗失复杂的数据，引发不必要的新问题。而BIM技术是借助三维数字化进行模型构建，可有效综合市政道路与管线设计的相关内容，并细分各项子模型，如此一来，自定义参数更为清晰，市政规划相关信息都可清晰描述，促使市政规划设计意图更真实表达出来。从中可知，愈发复杂的行业，有着愈发复杂的问题。而在城市化脚步不断加快的同时，市政规划相关复杂问题愈发凸显，引入BIM技术后，其具有的三维设计优势可使得这些问题得以有效解决。

（六）极佳的模拟仿真功能

BIM技术有着三维立体形式，其可将市政规划道路状况清晰直观展示出来，且可基于三维状态之下论证与调整方案。BIM模拟仿真模型对设计人员来说极为有利，可促使人员尽早发现问题，并基于问题之上调整三维模型。与此同时，应用该技术建立的模型，覆盖的信息更为完整，所以在数据方面可为仿真模拟提供有力支持，数据更为精准，分析的结果自然也更为精准。

（七）工程量的精准计算

市政工程所涉及的内容较多，计算的数据更是极为复杂。二维设计是在平面结构之上的断面设计，用此设计方式进行计算路面工程、土方工程时极易产生较大误差，利用BIM技术建立的是立体化的三维模型，在计算几何、属性数据时，可更好的保障计算结果的精准性。

（八）促进各问题的协同解决

市政工程规模不断扩大的同时，建设难度也会不断加大，项目工程并非为单项工程，是具有显著的协同特征，必须要不同专业相互协作才可达成建设目的。 二维设计主要是通过拷贝、粘贴分图层的形式来控制某些问题，可解决的协作问题都是层次较低的，而是无法处理精细化问题。

三、BIM 技术在市政工程中的应用原理及方法

市政道路与管线设计当中，应做好城市道路、燃气、电路等工程的设计工作，规划初期要详细了解城市周边建筑，并采用数字化处理方式来处理构筑体信息，并分析这些构筑体的状态与分布区域，基于此才可借助BIM技术达成更好的规划设计。其应用方法具体包含下述几点：一是先充分了解已有的构筑物，采取数字化的方式来储存区域内的构筑物的几何与属性信息，并将这些信息通过可视化显示，借助软件技术进行分析。二是软件环境协同设计方面，基于构筑物信息已可视化的情况下，可借助软件对桥梁、涵洞等各项指标进行判断，具体包含的内容有构筑物的距离、管线预埋状况等，借助软件技术分析来达到协同合并结果。三是借助BIM技术进行规划调整。初始信息软件对城市道路与管线的设计支持，基于城市道路与管线工程量之上，对方案造价进行规划计算，并围绕着造价来调整原构筑物的空间位置，用以更好的优化城市道路设计。四是借助BIM技术获得规划设计数据。BIM技术可使得信息实现三维可视化，再通过施工平面图进行区分标注，为后续的微调奠定良好基础，基于自动化处理后，规划设计结果也可随之生成，这些生成的数据可为道路、管理维护提供有力参考。

四、市政道路设计基于BIM技术的具体应用

通过BIM技术对象化、可视化及模块化的特点，在设计市政道路时，使其设计效果是立体的和视觉的，参数信息给定模型，使对象参数设计为一致性、可维护性、统一性等特点。详细应用参考如下：

（一）反映工程内容的整体关系

BIM技术可实现地形环境的高效恢复并分析和指导关联的数据，提供切实和精准的市政道路建设的有效信息。设计师对设计内容、设计内容以及周围设施、周围环境之间的相互作用有了更清晰的了解。同时，设计方案更直观的表示和沟通。

（二）确定路线计划

通过BIM技术可以完成对道路中心线设计，可以分为以下的方面：首先，设计师需要分析道路中心线及地形，将模拟中心线插入到3D地图模型中；其次，将市政道路设计中的多段中心线依照模型的模拟中心线进行设置。最后，选中中心线，并输入路径名称，并路径标签和样式进行选择，以完成关联的路径创建计划。

（三）道路横断面

道路横断面是道路设计的重点问题，应用BIM技术可以准确的提供人行道位置、机动及非机动车道的设计、路基处理、宽度设计、路面设计的精准数据，以便合理地扩大桥梁横截面，总体设计参数满足施工需求，保证合理的路段布局，以确保道路交通的正常安全行驶。

（四）规划地下管道的安装

市政道路施工设计过程中，工程师需要注重对关联资料的提前查看，了解管道类型及走线，同时结合BIM技术对地下管线的设计进行模拟，并设计其安装方案，对管件的尺寸进行确认，特殊尺寸部件可以并联系专业制造商设计。在项目施工的前期埋设期间，会因施工错误产生各种问题，可以通过对BIM技术的应用准确地找到地下管道预填区域孔尺寸，可最大限度地降低错误，为以后的施工打下良好的基础，以保证正式建设的中难度的降低。

结语

总之，目前在市政道路设计中应用BIM技术是非常理想的选择，可以实现对市政道路设计优化的快速发展。BIM技术的优势可以在市政道路设计中发挥重要的作用，同时需要加强市政道路设计师对BIM技术的全面知识的充分了解，并对自身的专业技能进行不断提高，来对实现市政道路设计的进一步提高，同时提升市政道路的建设水平，来适应不断快速发展的社会环境。