BIM技术在城市道路接入设计中的应用_高龙海.pdf

2023年第1期高龙海，吴荣东：BIM技术在城市道路接入设计中的应用BIM 技术在城市道路接入设计中的应用高龙海，吴荣东(中交公路规划设计院有限公司,北京100010)摘要：BIM技术应用于城市道路接入设计工作中，能够对接入点状况进行非常直观的展示，结合道路场地实际情况对接入需求进行分析，并通过三维设计图使设计结果能够更加直观的展示给设计人员，强化设计成果的科学性与合理性，保障城市道路交通安全。关键词：市政道路；接入设计；BIM技术；交通安全Abstract:BIM technology is applied to urban road access design,which can display the status of access pointsvery intuitively and analyze the access requirements based on the actual situation of the road site,and make thedesign results more intuitively displayed to designers through three-dimensional design drawings.The paperstrengthens the scientificity and rationality of design results,and ensure urban road traffic safety.Key words:municipal roads；access design；BIM technology；traffic safety中图分类号 U412.37文献标识码 A 文章编号1004-5538（2023）01-0068-021BIM技术概述BIM是建筑信息模型，汇集建筑工程数据模型，通过参数化变更技术，节约建筑设计时间，优化设计效率，能更好的满足客户要求。与此同时，BIM模型在设计领域中的运用，还能够实现设计方案的实时修改，设计人员修改方案后，图纸与建筑模型也会进行关联变动和更新，确保设计方案、图纸与建筑模型的一致性。2BIM技术在城市道路接入设计中的应用2.1建立地质模型在城市道路接入设计工作中，设计人员通过引入BIM技术，完成对接入位置三维地质模型的构建，将市政道路附近地质构造关系、构造形态及内部属性变化展现出来。还能使用BIM技术，立足于市政工程周围地质资料，转换二维图纸剖面为三维立体模型，设计中将道路周围岩层形态、地质环境等展现出来，建立三维地质模型，通过施工人员与设计者积极沟通，充分了解市政工程地质情况，以免后续施工发生潜在风险。必须要注意的是，传统的城市道路地勘工作设置的采集点所获取到的钻孔数据，可能与BIM三维地质模型构建所需要的数据要求不一致，所以地勘工作人员需要采用更加契合的方式获取钻孔数据，从而为BIM三维模型的构建提供足够的数据支撑。基于BIM模型构建的需求，增设空间坐标系，空间坐标的计算如式（1）所示：Z（X）=ni=1Z（Xi）（1）式中：Z（X）是空间坐标系三维地质模型坐标；Z（Xi）是影响预估值Z高程采集勘测数据，是市政道路勘察与采集的地质数据权重系数。按照公式计算，获得计算结果，可根据采集勘察数据，求解全中心数，基于Civil 3D软件工程工具，利用克里金法，模拟大量空间数据，弥补钻孔不足。通过以上操作，获得市政道路与钻孔数据构建三维模型，生成三维围合面，模型构件采取统一坐标系，利用软件参考连接功能，将地质、道路模型相结合，获得涵盖道路表征、地质表征的模型。2.2路线设计2.2.1纵断面设计传统设计中主线纵断面由于影响因素少，设计较为简单，对于市政道路匝道，需短时间内根据高程变化完成桩号设计，利用Civil 3D三维设计功能，纵断面设计原理类似于二维设计方式，逐一设计主线、匝道纵断面。规划设计68-2023年第1期2.2.2横断面设计市政工程横断面形式复杂，因此在对其横断面的设计过程中，需要综合考量车行道的坡度、宽度、边坡状况等方面因素。为了更好的保障横断面设计的科学性与合理性，在城市道路接入设计中，设计人员插入竖线并将圆形设置为标记，从而精准定位竖线所在的位置，这样竖线就能够当成装配基准线并发挥出相应的作用。2.2.3中心线绘制利用Civil 3D软件内进行简单道路设计中，仅需确定中心线，即可创建装配，生成道路模型。具体实施中，绘制是需插入中心线，将优化中心线插入3D图形内，做好转换工作，创建多段线，利用软件直接创建，点击生成对话框，输入线路名称，选择线路标签集、样式等，确认即可。通过上述步骤，绘制道路中心线，方便快捷，有效优化绘制效果。2.3道路建模设计在城市道路接入设计过程中，虽然传统的CAD技术也能够帮助工作人员完成对于道路三维模型的构建，但同时也必须要认识到三维模型的建立具有较高的难度，需要良好的数据信息作为支撑，同时还需要一定的时间才能够完成模型的构建，这显然会延长工期。而BIM技术的应用，可以在较短的时间内完成城市道路接入断面三维模型的构建，并根据城市道路的实际交通需求，对城市道路接入设计方案进行优化。2.4工程量计算在传统市政道路中，计算工程量时，由于二维图纸存在局限性，不可避免产生不准确情况，特别是地下管线布置交错复杂、地形起伏较大情况，难以保证土方填挖量计算准确性。应用BIM技术，发挥属性定义优势，能够准确、迅速识别材料用量，提高设计效率，提高算量精准度，保障造价准确性。2.5输出图纸城市道路接入设计中以往采取交付二维平面图的设计成果，BIM软件优势较大，特别是二维图纸出图前，软件可实现自动出图，有效缩短人员工作时间，提高设计效率。完成BIM所有线路模型后，可获得市政道路输出图纸，输出图纸打印前能够自动更新，减少人员工作量。2.6模拟应用基于BIM技术的多元化特征和不同深度，可搭配其他的新型技术或软件实现在市政道路工程建设中的融合模拟应用。通过BIM技术的应用，能够有利于道路工程整体品质的提升。该城市道路接入设计中，东西向路口车道数量有所增加，公交专用道划分有助于分散道路交通量，缓解交通拥堵情况。3BIM技术在城市道路工程设计中的创新发展3.1从理念方面推动创新为打破当前BIM技术在我国工程设计领域的发展困境，人们要及时转变自身的理念，以长远的眼光看待该项技术在市政道路工程设计中的应用及其优势，真正做到与时俱进。一是加大对BIM技术的宣传力度，动员全社会参与到这项事业当中，成为推动BIM技术深入发展的动力；二是加强对设计人员的教育培训，使他们能够不断汲取新鲜的理念，主动学习有关BIM技术的理论知识和应用方法；三是积极学习和借鉴国内外先进企业的研究成果，以促进BIM技术在道路设计中的效用最大化，提升设计水平。3.2从技术方面推动创新基于BIM技术在市政道路工程设计中的应用，要明确以下几个创新点：一要支持道路任意的平竖曲线设计；二要支持全专业协同工作；三要支持道路桩号的输入和调整；四要支持无损融合BIM技术的模拟应用。将以上四点纳入到具体的创新方案之中，有利于对设计建模、修改、可视化、模拟等流程做出全面的优化，改进以上工作存在的多项问题，从而提升道路设计的合理性。4结语综上所述，道路设计中使用BIM技术，能够提高设计合理性与可靠性，也能降低人员设计工作量，优化设计效率，提高工程价值。因此，城市道路接入设计中，需结合实际情况，选择恰当BIM软件，通过建立地质模型、纵横断面设计、道路建模设计、工程量计算、输出图纸的方式，考虑设计要求，优化调整设计方案，从而保证城市道路接入设计质量，优化项目效益。第一作者：高龙海（1989-），男，研究生，工程师，公路工程专业。（编辑：王冬林）（收稿日期：2022-11-13）高龙海，吴荣东：BIM技术在城市道路接入设计中的应用规划设计69-