探讨BIM 技术在市政路桥设计中的应用

赵银柱

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

市政路桥设计的好坏评价标准之一就是该路桥是否最大程度上为人们日常生产、生活提供了便利和安全保障，因为这涉及人们最关心也是最重要的需求。将市政路桥的设计工作与城市整体建设工作有机整合为一个整体，使得先进的市政路桥设计与其他城市功能相辅相成，真正落实为人民的生活提供便利的服务工作，展现优秀先进市政路桥设计优势，树立先进的城市文化形象。

随着互联网的发展，信息化技术为制造业的发展带来了巨大的优势。在以往的发展过程中，信息技术与制造技术的革新已成为一个重要课题。BIM 是一种广泛应用于设计过程的数字技术，BIM 技术逐步实现了路桥工程从平面到三维的转换。利用数字技术建立了实用的三维建模信息数据库，将工程施工所需的数据输入数据库，空间到平面的三维显示得以实现。BIM 技术的合理运用，能有效地缩短整个工程的运行周期，降低投资，提高工程建设的质量，BIM 技术在市政路桥设计中的应用效果如图1 所示。

图1 BIM 技术在市政路桥设计中的应用效果

1 市政路桥设计理念现状分析

（1）从微观角度来看，城市设计工作必须充分满足人们日常生活和车辆出行的安全要求，市政路桥设计是解决日常出行的交通安全、堵塞问题，解决交通设施的合理排列放置问题，解决频发特殊天气情况下灵活应对问题等。

（2）从宏观角度来看，市政路桥设计的最大价值是保证整个城市交通高效顺畅，避免路桥关键节点的频繁多发意外交通堵塞等问题。随着城镇化进程的加快，农村人口大量涌入城市，这也就导致城市增加了大量的交通流量，现有的市政路桥系统无法应对超负荷的流量，矛盾逐渐激烈。对于此种情况，相关路桥设计人员需要与时俱进，针对城市人口量、车流量、不同时间点的车流量规律来实施多种合理车辆分流方案，完善各种交通设施，增加配备的相应交通辅助人员，积极做好居民出行工作，运用多种办法来解决市政路桥出现的种种问题[1]。

（3）总体来看，市政路桥设计和设计工作不仅仅是一个独立的系统，它需要与城市规划工作相融合相统一。市政路桥设计效果如图2 所示。

图2 市政路桥设计效果

2 BIM 技术概述

在市政路桥设计的过程当中，需要对规范条文进行结构化表达，要熟悉BIM 模型的深度需求。BIM 技术的数据库构建和模型准备的相关方法，对于城市信息模型的发展和建造来说具有很好的积极作用，通过对BIM 技术的路桥设计相关工作进行完善和改进，对于我国的城市建设工作来说具有重要的推动作用。通过对BIM 技术进行分析可以发现，信息数据始终贯穿在BIM 的技术领域当中，无论任何情况下，信息数据都是BIM 技术的核心所在。我国城市建设工作在不断的发展，路桥信息的模型也在不断的改进和完善。BIM 技术投入信息化路桥设计当中，能够为我国的城市建设带来很大程度的帮助，BIM 技术的主要优势在于能够在项目全生命周期当中，对于路桥信息进行利用，并可以对其作出相应的管理工作，从而让路桥项目能够始终保持在最佳状态，避免出现安全事故等问题，除此之外，通过BIM 技术对路桥设计进行信息化所得到的相关数据，能够为后续的城市建设工作提供数据基础，在实际应用工作过程当中，BIM 能够将路桥行业诸多环节充分的联系起来，并使各个环节工作协调互利。通过对不同环节进行数据收集和分析，应用到BIM 信息化路桥设计当中，能够有效的是这些环节所提供的数据在路桥全生命周期当中得到高效的应用。借助BIM 技术能够建造一个可靠的共享信息模型，这种共享信息模型的作用主要在于使各环节之间的数据和信息不会发生交集，从而导致数据变得错综复杂，也可以有效地提升这些数据的信息安全性，避免数据流失带来安全问题。而BIM 技术当中的信息是否能够满足设计的规范以及城市路桥模型是否符合全面性规范性以及简洁性，还需要在路桥设计工作完成之前来对BIM 模型进行准备[2]。

3 BIM 技术在路桥设计中应用的优点

BIM 技术在工程建设中发挥着重要作用。BIM 技术在实际应用中有如下优势。

（1）优化了三维渲染技术对路桥管理的影响。在道路桥梁设计中，传统的平面施工图或设计方案通常都有一些缺陷，这使得人们很难直观地感受到施工的重点工作和难以处理的地方。借助BIM 技术，利用3D 渲染技术，将平面设计方案转换成三维图形，便于人们观察和分析平面设计方案。同时，也便于施工工艺的完善。

（2）数据的快速、高效处理。路桥工程是一个综合的、复杂的体系。在建设项目中，会呈现更多的信息，这些信息将直接反映在道路和桥梁的建设过程中。但长期以来，这些数据的利用率很低，难以充分反映工程建设的实际情况。在BIM 技术的基础上，能够对路桥数据进行全面的收集与计算，为设计过程中的关键环节提供了重要的依据。

（3）优化工程建设的资源配置，提高工程建设的效益。BIM 技术在路桥设计中的运用，可以使资源更合理、更科学地配置。通过对BIM 技术的应用，它可以控制设计中的各种资源和进度，并提前准备和管理相关材料和机械设备，以达到优化的目的，能够很好地控制资源的利用率，提高整个项目的持续时间和工作效率。

（4）BIM 技术在工程建设中的运用，能有效地促进工程建设中有关信息的传递，方便快捷地收集有关资料（包括风险管理、经济管理）。通过对信息的集中处理，可以使工程的分析与管理达到数字化，从而有效地提升工程的工作效率[3]。

4 BIM 技术用于路桥设计过程中的问题

4.1 设计企业投资力度不强

由于一些路桥设计单位不熟悉BIM 技术，仍然采用传统的设计方法，所以新技术被忽视了。因此，设计界对BIM 技术没有太多的投资。然而，BIM 技术的发展离不开资金的投入，如相应设备的引进。针对目前的经济形势，一些路桥设计单位认为，在BIM 技术上投入大量资金是不划算的，在BIM 技术实施的初期阶段难以取得良好的经济效益。这些因素使得BIM 技术在设计过程中的应用越来越受到阻碍。BIM 技术的推广需要路桥区域的设计单位转变观念，让路桥区域的设计单位充分认识到BIM 技术在路桥设计中应用的好处。

4.2 设计企业数据信息平台建设薄弱

BIM 技术是一种与数据和信息技术密切相关的网络设计系统。在实践中，一些路桥设计单位为了节约成本，忽略了网络数据信息平台的建设。因此，在任何时候，都有可能有人故意窃取有关建设项目的信息。当涉及网络攻击时，对道路和桥梁设计单位的数据和信息平台的网络攻击，企业没有防御能力。在项目建设中，企业信息技术的应用和BIM 技术的快速发展也会导致企业信息管理人员的工作马虎。

4.3 缺乏政府及相关行业的支持

在工程实践中应用BIM 技术耗资巨大，在缺乏政府及相关行业支持情况下，很多设计单位都不愿意投入BIM 技术的研究和应用中来。

5 BIM 技术在路桥设计中的应用要点

5.1 路桥设计

随着科学技术的进步，路桥设计单位设计的信息化水平逐步提高，BIM 技术在设计领域的应用日益广泛。BIM 技术可以实现设计可视化，即使用相关的可视化工具逼真地模拟道路和桥梁施工现场，让设计师从三维角度进行相应的设计，以便更好地展示设计效果。

BIM 技术在工程建设中的应用包括碰撞检测。所谓碰撞检测，是指BIM 技术在工程建设前期的三维可视化功能，可以降低设计过程中的误差，并且对管线的布局进行优化，从而达到对工程的交底与仿真。利用BIM 技术的三维可视化功能，在设计过程中，根据进度，进行相应的施工仿真，使进度和规划效果得到较好的对照，有利于设计、施工、监理等部门的有效协同，有效地增强了设计过程中的信息交流，保证了项目的顺利进行[4]。

5.2 BIM 技术在数据系统中的应用

BIM 技术基于数字化技术。在综合开发利用中，数据的处理和存储成为可能。在模拟功能方面，充分应用了各种模拟和数字结果。同时，BIM 技术的应用也必须基于科学的系统模型，并充分利用BIM 技术进行数据处理和采集。根据不同的输入信息和工程项目的技术特点，建立了完整的设计数据处理系统。数字化技术已广泛应用于设计、施工、管理、技术等各个方面。通过工程项目的实际运行和过程分析，可以看到设计数据的存储和控制也是非常重要的。

5.3 BIM 模型的质量检查

在BIM 模型质量检查工作过程当中，可以发现，不同的设计工作者在利用BIM 模型设计软件进行设计工作之后，需要对BIM 模型的设计质量进行全面的审核。而在质量审核的工作过程当中，需要对其专项数据进行检测。其中主要包括以下3 个方面。①全面性，主要指的是在进行BIM 模型设计工作过程当中所包含的相关数据信息，在这数据信息当中，主要有几何维度和相关关系的描述。还需要包括整个完整的项目工程信息，并且确保企业能够在实际应用过程当中得到有效的发挥。②规范性主要是指在进行变模型设计软件的过程当中，要保证其按照标准规范来进行符合规范标准的模型。除此之外，BIM 模型在设计工作的过程中还需要严格按照规范来进行，也就是审查规范性。③在进行BIM 模型质量检查工作时简洁性也是十分关键的存在，简洁性能够有效提升BIM 模型质量检查的工作效率。在具体操作的过程当中，主要是指相关的工作人员在对模型进行信息处理的过程当中要简洁，软件信息如果堆积过多，会对计算系统造成很大程度的影响，降低了设计的工作效率。正因为如此，在BIM 设计工作时，要尽可能使其符合模型轻量化的相关需求。为了尽快实现BIM 模型的信息化设计，需要对实际路桥工程进行全面的数据分析，规范条文也需要从相关的数据库当中提取BIM 模型，完成路桥设计的准备，可以将相关模型构建的元素信息进行针对性的提取。对于BIM模型的信息化设计工作，主要是利用其规范数据库当中的相关规定和数据信息来和BIM 模型的构建元素信息进行结合，并协调匹配，从而达到了模型的标准[5]。

5.4 设计完工阶段

BIM 技术能够根据路桥材料的尺寸、特性、空间的相互关系，对设计过程中出现的问题进行分析，并对其进行相应的检测，既能确保结算的进度，又能确保计算的质量。例如，BIM 是用来检验项目清单的，在所有的地区都要进行检验。采用“外部清单”的方法，建立基于BIM 技术的模型，进行对应的对比分析，并设定相应的偏离率，实现对检查合格的百分比的自动排序，并对存在的问题进行全面的分析，保证项目的有效划分，有效地查找出疏漏和错误。

6 结语

BIM 技术在路桥设计中的应用，大大提高了设计质量和设计效率，还克服了以往设计中的一些缺点，对整个路桥设计行业有着显著的推动作用。因此，在BIM技术的推广应用中，有必要加强对BIM 技术的培训，以提高其在工程建设中的作用。BIM 技术的数据库构建和模型准备以及智慧设计的相关方法，对于城市信息模型的发展和建造来说具有很好的积极作用，通过对BIM 技术的模型设计相关工作进行完善和改进，对于我国的城市建设工作来说具有重要的推动作用。