BIM技术案例分享：BIM如何在公路工程设计阶段发力?

BIM技术案例分享：BIM如何在公路工程设计阶段发力?

本文公路工程项目位于某县城西北部，是该县城的规划范围，又是“十三五”期间重点基础设施建设项目之一，设计内容包括：公路中心线设计、路基标准横断面、路线平面纵断面以及桥梁结构物设计等。线路全长180.55km，设计时速120km/h，路基宽度30m，双向6车道，桥涵荷载等级为公路Ⅰ级，建设周期26个月，总投资112.55亿元。

公路工程设计特点

本文工程项目作为现行工程项目，设计难度较大，按地形划分主要包括道路工程、涵洞工程

以及桥梁工程。因此，在本文工程项目设计阶段需综合考虑地势地形、自然环境以及水文等方面因素，形成一个全面信息数据体系，将信息整合后通过模拟画面呈现，这一过程需搜集整理大量信息数据和建模技术。

但由于BIM技术建模是由多个过程组合的，尤其是建模成像环节，需要消耗更多的时间与精力，若数据缺漏或不准确，需根据实际监测结果及时调整，直至设计出科学合理的设计方案。利用BIM技术建模时，除要将本文工程项目主体部分通过模型的形式呈现出来外，还要注重加强前期准备工作、施工材料以及机械设备等方面的工作。

BIM技术在公路工程设计阶段的应用

1.1前期准备阶段应用

本文工程项目前期准备阶段主要包括工程可行性研究与设计两大环节，其中设计环节又包括初步设计和施工图设计，不同设计环节工作具有明显差异性特点。对此，BIM技术的应用亦有区别，利用BIM可视化可及时发现设计中存在的遗漏，BIM技术的协同性和优化性大幅降低了前期准备阶段的工作量。

受传统设计观念影响，设计方案只能通过等高线的判读与现场数据完成，不能直观显现地形、地貌以及地物现状，对设计人员的设计水平提出了更高要求。BIM技术不仅方便了本工程项目所在区域地形与地貌的识别，更大大提升了项目建设的质量与效率。通过BIM技术创建的地形模型数据主要包括DLG、LAS、DEM、TIFF等，以此为基础完成设计工作。由于数据信息来源不同，因此数据与数据间的坐标系也不尽相同，BIM技术可将不同数据信息转化成一个整体数据信息库，满足不同信息需求者的需求。

1.2公路中心线设计

本文工程项目中最关键部分是中心线设计，中心线设计会受到诸多因素的影响。因此，设计过程中需分析了解各因素，利用BIM技术模拟公路中心线判断可能发生的问题，有针对性地找到解决措施，不断完善设计工作，推动BIM技术在公路工程设计阶段的发展。

1.3路基标准横断面设计

本文工程项目中，通过BIM技术在路基标准横断面设计阶段引入全新的横断面设计方法——装配，模拟装配效果如图2所示，即带编程式的标准横断面，装配通过编辑器为标准横断面设计进行编程式定制，将设计人员对整个工程项目的横断面设计思路赋予全部编程，由此设计人员无需手动修改横断面设计中的通用性问题;通过BIM技术赋予标准横断面代码，完成代码属性编辑，如工程项目的样式以及使用材料等;向所有参与项目建设的人员呈现出三维总体效果图。

1.4路线平面纵断面设计

路线制定过程中，传统设计方案采用较单一的交点法。BIM技术为设计者提供众多路线，创建快捷方式，完成设计工作。对于设计过程中出现的S形曲线、卵型曲线以及特殊线形等，可根据设计人员设计习惯进行自定义设计，以保证出图需要。待路线创建完成后，再通过几何图形和布局全景2种方式修改已完成的纵断面设计，保证纵断面设计和路线平面设计的一致性。

1.5道路模型生成

路基标准横断面、路线平面纵断面等设计工作完成后，还需设定相关判断条件，如桥梁断面、边坡加宽等，对道路模型点代码和连接代码设置材质标签，有助于快速分析模型图，在Civil3D中生成判断条件边线并生成道路。此时，设计人员再根据已生成道路模型创建道路曲面。

1.6BIM技术三维展示平台

道路模型创建完成后，为使全体工作人员更直观地看到创建的道路样式和项目的实际情况，设计人员需将BIM技术生成的全部信息数据导入Infraworks平台中，通过平台的自定义坐标系将实地测量数据融合，生成三维数字影像模型，完成路基、路面、护栏等其他构筑物的建设工作，最后编辑生成的模型用于汇报。BIM技术三维展示平台为其他参建人员提供了实景体验，判断设计方案是否合理的同时，可以提出更好的意见和建议。

1.7桥梁结构物设计

桥梁结构物设计也可通过BIM技术完成，通过设计桥梁上下结构，如空心板、T梁、护栏、桥台、盖梁、桥墩等，建立族库。即将族库中不同族拼接起来，通过修改各种族属性满足设计要求，该设计方式可大大提高设计人员设计水平，也便于其他工作人员及时发现桥梁结构钢筋搭建有无冲突，发现设计工作的不足。

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