BIM理念在市政工程設計中的應用

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【摘要】對bim新理念進行了介紹，基于BIM技術在市政道路設計中的作用，對BIM理念在市政工程設計中的具體應用過程進行了分析和探討，提高了設計效率，保證了設計質量，以滿足市政工程建設對設計的高要求。

【關鍵詞】BIM理念；市政工程；工程設計

1引言

當前，市政工程建設逐步向大型化、復雜化的方向發(fā)展。在工程項目建設過程中，設計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，需要耗費大量的人力和費用。BIM技術作為一種虛擬工程三維模型，可以利用數(shù)字信息化技術進行模型的建設，從而構成便捷、簡單的信息庫，提升了設計效率和設計質量。本文重點對BIM理念在市政工程設計中的應用價值進行分析和研究。

2BIM技術新理念

BIM技術以三維數(shù)字技術為基礎，實質是一種建筑信息模型，綜合了項目有關信息的信息模式。BIM技術是指以數(shù)字化技術作為支撐，借助虛擬的三維模型，給相關工程提供相應信息的工程信息庫。信息庫中包含各類建筑結構相關信息、空間狀態(tài)數(shù)據(jù)等。不管工程處于哪個時期，都涉及BIM技術的應用。為了促進信息共享和交流，BIM技術給項目各建筑方提供了信息交流和共享的平臺[1]。

3BIM技術在市政道路設計中的作用

3.1可明確表達設計意圖

傳統(tǒng)的建筑類設計，因為受到設計人員思維及社會科技水平的限制，大多采用二維設計思維進行設計，二維設計的過程就是將現(xiàn)實中的三維問題放入二維空間進行解決，在此過程中，很多數(shù)據(jù)容易丟失，最終的設計結果也不能很好地表達設計意圖。BIM技術就是一類三維數(shù)字化信息模型，三維立體思維模式可以很好地表達設計者的設計意圖。另外，該技術還會將設計目標進行劃分，設計意圖表達的清晰程度與目標劃分的細致程度成正相關關系，即劃分得越細致，設計意圖就表達得越清晰。BIM最為明顯的特征就是可以對參數(shù)和組件進行自定義，可以清晰地表達各類復雜的問題。BIM對于越為復雜問題的處理，效果越為明顯。目前，BIM技術已經(jīng)應用到一些復雜程度較高的建筑行業(yè)或者高端機械制造業(yè)。在過去的道路工程中，很少涉及三維空間的應用，工程之間相互借鑒，具有較高的相似度。隨著城市發(fā)展速度的加快，高架橋互通工程項目數(shù)量越來越多，這些工程最為明顯的特征就是設計結構十分復雜，而且在給排水工程中也出現(xiàn)了越來越復雜的構造物，二維設計思想不再適用。

3.2具備強大的分析模擬能力

BIM技術最明顯的優(yōu)勢是強大的分析能力和模擬能力。在設計階段就可以對設計成果進行直觀的觀察，設計者可以通過觀察結果對方案進行科學合理的調整，同時針對可預見的問題，提前采取措施加以規(guī)避。另外，在設計的過程中，一旦產(chǎn)生問題，也方便設計人員和業(yè)主之間進行溝通，使業(yè)主清楚設計和實物之間存在一定的差異。為了提高工作效率，很多復雜的工程摒棄二維設計理念，應用三維建模對設計成果進行設計和體驗，避免了工程設計大幅度修改的問題。BIM模型屬于豐富的信息庫，為相關工作提供了精準的數(shù)據(jù)和專業(yè)的分析，最終得到精確的結論，方便施工交底工作高效進行[2]。

3.3可精確計算工程量

在傳統(tǒng)的設計模式下，在市政道路建設過程中，大多工程量計算都是通過設計人員估算而得，如果地勢平坦穩(wěn)定，一般不會產(chǎn)生較大的誤差，但是一旦遇到地形較為復雜的地勢，估算結果和實際用量就會產(chǎn)生較大的差異。而在BIM設計模式下，子模塊之間的幾何數(shù)據(jù)十分精確，可以對面積、工程量和體積進行精準的計算。針對井類管線工程，可以通過對設計圖紙和地形曲線進行分析得到工程量，憑借專業(yè)的計算工具確定精準的工程量，不再使用人工錄入的方式，所有數(shù)據(jù)都是程序自動完成，大大降低了誤差產(chǎn)生的概率。

3.4可提高協(xié)同能力

近年來，隨著人民生活水平提高，市政工程項目規(guī)模越來越大，其設計難度也與日俱增。在設計過程中，設計人員必須注重設計細節(jié)，協(xié)同相關專業(yè)人士共同完成工作。在設計的過程中，為了充分體現(xiàn)BIM的主要優(yōu)勢，專業(yè)協(xié)作、內部協(xié)作和設計工作的協(xié)作缺一不可。在二維設計模式下，設計人員之間的協(xié)作大多通過分圖層復制粘貼進行實現(xiàn)，雖然很多設計單位設置了協(xié)作設計系統(tǒng)，也只應用于較低層次問題的解決，一旦遇到精細的協(xié)同問題，就很難進行處理。比如，不同的設計人員需要完成每段邊坡、綠化帶開口、平面交叉口等環(huán)節(jié)的編輯工作。傳統(tǒng)的二維模式設計圖紙由相互關聯(lián)的文字和線條組成，對成果進行合并十分困難，所以很難同時完成以上工作。BIM模式有效地解決了這個問題，在該模式下設計的方案可以搭建信息模型，信息模型中包含了數(shù)量較多的子模型，這些子模型之間可以相互合并，及時發(fā)現(xiàn)沖突的地方。應用BIM模式有效實現(xiàn)了各部分之間的協(xié)同工作，不僅提高了設計工作效率，還有效提高了社會效益[3]。

4BIM技術的應用過程

4.1處理勘察地形圖

地形圖是項目在建設過程中的重要參考圖，其測量的精確程度直接關系到項目質量水平。一般來說，測量單位會提供2種形式的地形圖，分別為二維地形圖和三維地形圖。其中：二維地形圖中高程點的實際高程為零；三維地形圖中的高程點的標高等于實際標高。三維地形圖軟件操作流程為：打開軟件的圖形管理器，單擊高程點以外的任意圖層進行凍結，單擊“創(chuàng)建曲面”命令，顯示器會自動彈出對話框，在對話框中設置圖層、名稱和曲面類型，單擊“曲面類形”，打開工具欄，將圖形對象添加進去，確定高程點，完成曲面創(chuàng)建。

4.2設計市政道路的中心線

道路中心線的確定在道路建設過程中十分重要，為了確定最為標準的中心線位置，設計人員必須要充分考慮各方面的因素，根據(jù)曲線半徑和長度對中心線位置進行合理的調整。具體的操作流程為：完成最佳中心線的確定后，將地形圖插入；合理分解道路中心線，使其成為多段線結構；“從多段線創(chuàng)建路線”，最終確定道路中心線，這時顯示器會彈出一個對話框，需在對話框中輸入線路名稱。

4.3設計市政道路的縱斷面

在所有的市政道路設計過程中，應用范圍最廣泛的是縱斷面設計。具體的設計流程為：對原地面線文件進行編制，同時完成拉坡線的繪制；適當調整拉坡線，直至拉坡線相關參數(shù)達到設計要求，將其存儲為豎曲線設計文件，生成道路縱斷面設計圖。Civil3D所應用的就是三維地形設計，該軟件可以自動更新地面線，這樣不僅提高了設計精度，同時降低了設計人員的工作量，節(jié)省了設計時間[4]。“按布局創(chuàng)建縱斷面”命令可以完成拉坡線的設計?？v斷面設計工作完成后，設計人員需立即對曲線、坡長和坡度進行查看審核，一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)不符合要求，單擊“縱斷面布局參數(shù)”，適當調整和修改邊坡點的樁號、坡度、標高以及豎曲線半徑等參數(shù)，直至參數(shù)符合相關設計要求。

4.4設計市政道路的橫斷面

在創(chuàng)建道路配圖的過程中，經(jīng)常應用道路橫斷面設計，應用該軟件，完成道路模型精度較高，因為該軟件為了完成道路的配置，會相應地選擇最為合適的部件完成配備。該設計過程具體的操作流程為：單擊“道路”菜單，單擊“創(chuàng)建裝配”命令，在對話框中將裝配名字輸入，單擊鼠標確定，插入豎線，該豎線帶中間帶有圓形標記，作為該裝配圖的基準線，該基準線也是道路的中心線；單擊“部件工具板選項板”，合理選擇各個部件，完成裝配圖的配置。首先完成橫斷面的裝配，然后根據(jù)設計需求，分析下一個裝配圖的裝配順序，逐一完成其他裝配圖的裝配。不管是哪一種道路模型，都可以根據(jù)設計需求確定最佳的裝配類型，同時根據(jù)需求對各項裝配參數(shù)進行調整或者修改，另外，模型還具備隨時更新參數(shù)的功能[5]。

5結語

綜上所述，隨著市政工程建設項目的不斷增加，建設規(guī)模日益復雜，為了保證設計質量，需要利用BIM技術進行設計，進而快速完成市政工程設計。通過在設計中利用BIM理念，可以顯著提升設計效率和設計質量，保證設計效果。

【參考文獻】

[1]印明.市政工程設計中BIM技術的發(fā)展前景[J].城市道橋與防洪，2012（7）：347-349.

[2]程佳.淺談BIM在市政道路設計中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2018（5）：65-67.

作者：章俊屾 楊振文 孫易吟 單位：浙江大學城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院有限公司