BIM技術案例分享：BIM如何在公路工程設計階段發力?

本文公路工程項目位于某縣城西北部，是該縣城的規劃范圍，又是“十三五”期間重點基礎設施建設項目之一，設計內容包括：公路中心線設計、路基標準橫斷面、路線平面縱斷面以及橋梁結構物設計等。線路全長180.55km，設計時速120km/h，路基寬度30m，雙向6車道，橋涵荷載等級為公路Ⅰ級，建設周期26個月，總投資112.55億元。

公路工程設計特點

本文工程項目作為現行工程項目，設計難度較大，按地形劃分主要包括道路工程、涵洞工程

以及橋梁工程。因此，在本文工程項目設計階段需綜合考慮地勢地形、自然環境以及水文等方面因素，形成一個全面信息數據體系，將信息整合后通過模擬畫面呈現，這一過程需搜集整理大量信息數據和建模技術。

但由于BIM技術建模是由多個過程組合的，尤其是建模成像環節，需要消耗更多的時間與精力，若數據缺漏或不準確，需根據實際監測結果及時調整，直至設計出科學合理的設計方案。利用BIM技術建模時，除要將本文工程項目主體部分通過模型的形式呈現出來外，還要注重加強前期準備工作、施工材料以及機械設備等方面的工作。

BIM技術在公路工程設計階段的應用

1.1前期準備階段應用

本文工程項目前期準備階段主要包括工程可行性研究與設計兩大環節，其中設計環節又包括初步設計和施工圖設計，不同設計環節工作具有明顯差異性特點。對此，BIM技術的應用亦有區別，利用BIM可視化可及時發現設計中存在的遺漏，BIM技術的協同性和優化性大幅降低了前期準備階段的工作量。

受傳統設計觀念影響，設計方案只能通過等高線的判讀與現場數據完成，不能直觀顯現地形、地貌以及地物現狀，對設計人員的設計水平提出了更高要求。BIM技術不僅方便了本工程項目所在區域地形與地貌的識別，更大大提升了項目建設的質量與效率。通過BIM技術創建的地形模型數據主要包括DLG、LAS、DEM、TIFF等，以此為基礎完成設計工作。由于數據信息來源不同，因此數據與數據間的坐標系也不盡相同，BIM技術可將不同數據信息轉化成一個整體數據信息庫，滿足不同信息需求者的需求。

1.2公路中心線設計

本文工程項目中最關鍵部分是中心線設計，中心線設計會受到諸多因素的影響。因此，設計過程中需分析了解各因素，利用BIM技術模擬公路中心線判斷可能發生的問題，有針對性地找到解決措施，不斷完善設計工作，推動BIM技術在公路工程設計階段的發展。

1.3路基標準橫斷面設計

本文工程項目中，通過BIM技術在路基標準橫斷面設計階段引入全新的橫斷面設計方法——裝配，模擬裝配效果如圖2所示，即帶編程式的標準橫斷面，裝配通過編輯器為標準橫斷面設計進行編程式定制，將設計人員對整個工程項目的橫斷面設計思路賦予全部編程，由此設計人員無需手動修改橫斷面設計中的通用性問題;通過BIM技術賦予標準橫斷面代碼，完成代碼屬性編輯，如工程項目的樣式以及使用材料等;向所有參與項目建設的人員呈現出三維總體效果圖。

1.4路線平面縱斷面設計

路線制定過程中，傳統設計方案采用較單一的交點法。BIM技術為設計者提供眾多路線，創建快捷方式，完成設計工作。對于設計過程中出現的S形曲線、卵型曲線以及特殊線形等，可根據設計人員設計習慣進行自定義設計，以保證出圖需要。待路線創建完成后，再通過幾何圖形和布局全景2種方式修改已完成的縱斷面設計，保證縱斷面設計和路線平面設計的一致性。

1.5道路模型生成

路基標準橫斷面、路線平面縱斷面等設計工作完成后，還需設定相關判斷條件，如橋梁斷面、邊坡加寬等，對道路模型點代碼和連接代碼設置材質標簽，有助于快速分析模型圖，在Civil3D中生成判斷條件邊線并生成道路。此時，設計人員再根據已生成道路模型創建道路曲面。

1.6BIM技術三維展示平臺

道路模型創建完成后，為使全體工作人員更直觀地看到創建的道路樣式和項目的實際情況，設計人員需將BIM技術生成的全部信息數據導入Infraworks平臺中，通過平臺的自定義坐標系將實地測量數據融合，生成三維數字影像模型，完成路基、路面、護欄等其他構筑物的建設工作，最后編輯生成的模型用于匯報。BIM技術三維展示平臺為其他參建人員提供了實景體驗，判斷設計方案是否合理的同時，可以提出更好的意見和建議。

1.7橋梁結構物設計

橋梁結構物設計也可通過BIM技術完成，通過設計橋梁上下結構，如空心板、T梁、護欄、橋臺、蓋梁、橋墩等，建立族庫。即將族庫中不同族拼接起來，通過修改各種族屬性滿足設計要求，該設計方式可大大提高設計人員設計水平，也便于其他工作人員及時發現橋梁結構鋼筋搭建有無沖突，發現設計工作的不足。

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