BIM技术在市政道路设计中的应用

湖北武汉 430056

摘要：BIM 技术在建筑工程的应用过程中能发挥出非常大的作用，但是目前我国在市政道路设计中对 BIM技术的应用还较少，存在着缺乏应用经验和相关人才，投资收益难以确定的现状，这对于其技术的推广明显是不利的。而 BIM 技术究竟有何特点，优势表现在哪些方面，在市政道路设计中的具体应用内容又有哪些，正是本文的写作目的所在。

关键词：BIM技术；市政道路；设计；应用 1 应用背景

近十年来，国家对数字化发展的重视大家有目共睹。从2011年开始，国家及相关行业管理机构陆续出台了一些关于推动数字化发展的政策；在党的十九大报告中提出要建设数字中国，随后数字化进入高速发展时期；在2020年通过的十四五纲要中也明确指出，要加快数字化发展，打造具有国际竞争力的数字产业集群。各行各业在数字化方面都有所触及，当然在建筑工程行业，数字建筑也上升到了具有战略性的重要地位，而BIM技术作为数字化表达的重要途径，其应用的意义及重要性也就不言而喻了。

2应用现状 2.1缺乏应用经验

目前我国对BIM技术的应用多集中在房屋建筑方面，而在道路建设领域运用的则非常少，这种现象产生的原因与市政道路项目本身的特点有较大联系。首先，市政道路项目涉及的范围非常大、影响因素也特别多，意味着将BIM技术应用在这个领域时会在构建三维模型方面存在较大的难度；其次，BIM技术应用在市政道路上的经济效益还无法预计。原因是很多单位缺少BIM技术所需的配套硬件以及技术人员，而对于相关人才的培训和硬件的引进导致成本无法确定;最后，市

政道路建设所涉及的部门、专业以及领域也非常多，而不同品牌的BIM软件之间也存在差异，对实现BIM平台的标准化较为困难，所以在BIM技术的应用在实际过程中会更加困难。

2.2缺乏技术人才

即使BIM技术有着非常多的优点，但我国在相关人才的培养方面，相较于国外还是有着很大的差距，不仅仅体现在人才数量上的缺乏，而且在其培养方案的制定上也十分落后。目前我国BIM技术应用人才主要来自于部分企业重点培养，高校以及专业院校对缺乏这方面的教学，因此社会上存在着很大的BIM技术人才空缺。此外，市政道路设计时相关路段地质环境非常复杂，哪怕是有经验的BIM技术人员如果分析不到位，就有可能忽略某些因素的影响，进而出现设计缺陷，就很难体现出BIM技术的优势。

2具体应用 3.1构建数字地图

在市政道路设计中，项目周边复杂的地形地物、地下密布的管网及各项城市规划等共同组成了项目设计的边界条件。设计过程中，各专业人员在确定设计方案时需充分考虑上述边界条件的约束，才能保证设计方案的合理性和可实施性。利用数字BIM技术，可以从以下三个方面构建项目的三维数字地图。

（1）地形地物数字化

对于线路较长、规模较大或周边环境较为复杂的项目，设计人员利用三维倾斜摄影技术可以全方位复原地上地形、地物，将项目的边界条件更清晰地展现出来，这为后续设计方案的确定提供了直观依据，同时也能够提高设计人员的方案设计效率，在一定程度上为项目的推进争取了宝贵的时间，便于城市互通高架桥项目后期进行景观协调分析。对于简单的小型项目，我们可以对测量地形图简单进行处理，生成三维地形曲面，供后续设计参考使用。

（2）地下管网数字化

利用数字BIM技术可以将现有地下结构及现状管线等地下构筑物数字化，能够使桥梁与管网专业的设计人员清晰直观地了解到项目地下构筑物的布置情况，为确定合理的设计方案和设计精细化提供了良好的支撑。

（3）规划信息数字化

在市政道路设计中，若设计方案侵入其他规划用地的范围，项目在实施之前需向相关部门申请调规，而调规的程序往往复杂且漫长，会极大地影响项目实施的进程。在设计过程中，利用BIM技术，基于三维GIS平台能够实现项目设计方案与城市各项规划信息（基本农田、湖泊蓝线、生态山体等）的要素叠加，为设计确定完整、准确的边界条件，设计人员则可以结合道路功能需求优化设计方案，合理规避对其他规划用地的侵占情况。有时无法避免侵入其他规划用地范围的情况，但基于GIS强大的空间分析能力，设计人员可以在设计时快速统计侵占面积，为后续的调规申请做好准备。

3.2三维可视化协同设计

市政道路设计涉及的专业繁多，包括道路工程、桥梁工程、给排水工程、电气工程、交通工程等。对于一个市政道路项目来说，项目的整体设计方案由各专业的设计方案共同组成，各专业的设计方案之间既是相对独立又是紧密联系的。在传统的设计模式中，专业间的协同主要通过互提二维设计图纸的方式进行，往往容易因信息传递不及时而产生较大的返工设计工作量。利用BIM技术则能够打破传统二维设计存在的信息传递壁垒，各专业进行方案修改的同时模型能够实时更新，成果直接反应在项目总体模型中，信息及时传递给其他专业，由此实现地下、地面、地上，多专业、多维度可视化实时协同设计，且有助于在项目总体模型中进行合模碰撞检查，有助于细致、高效地确定项目总体方案。

例如，在某一项目中，桥梁专业在布置桥墩时发现某一桥墩与现状高压燃气管发生冲突，由于高压燃气管迁改难度较大，则直接调整桥跨使桥墩布置在高压燃气管的安全距离之外，此时，通过BIM设计平台道路专业能够及时发现调整后的桥墩位于左转车辆的视距三角形内，导致视距不满足规范要求，则增设左转待转车道满足视距要求，这充分利用BIM技术的优点实现信息互通解决了问题。

3.3 强化造价管理

在传统的设计模式中，造价人员需要根据项目各结构的工程量，然后套入对应的定额，从而得到项目的预算，而工程量一般在二维设计图纸的基础上通过测量统计的得出的，采用这样的方式进行初算和复核往往需要耗费大量的时间，而每一次方案的修改都需要对工程量重新计算，效率极低且准确性也无法保证。基于BIM设计软件进行二次开发，可以实现自动算量功能。即项目三维模型建立完成后，可直接批量查询模型的长度、面积、体积等属性信息并输出，由此得到各结构对应工程量，同时也使工程量计算工作摆脱人为因素影响，得到的数据更加客观，极大提高了工程量计算的效率和准确性，从而保证项目预算的准确性。除此之外，还可以将设计变更关联到项目三维模型中，设计人员进行设计变更修改后，自动反应出相关工程量的变化，使设计人员能够清晰地了解工程设计方案变化对工程造价的影响，从而结合造价变化情况合理确定设计变更方案。

3.4 可视化汇报和设计成果交付

在市政道路项目中，设计方案汇报对象可能建设单位的技术人员也可能是相关政府部门的工作人员。传统的汇报往往是采用文字加图片的形式，方案是否能够清晰准确地传递，不仅取决于汇报人员的专业技术水平和表达能力，也取决于与会人员的专业知识及空间想象能力。利用BIM技术完成整个项目三维模型的建立后，则可采用三维可视化的形式进行汇报，直接将项目建成后的效果展现在与会人员的面前，能够清晰直观地展示方案的每一个细节，同时方案的合理性与可行性也一目了然。

在传统的设计模式中，一般所采用的是二维设计图的方式来对项目设计方案进行表达，这就要求施工人员有着非常强的理解能力来了解其具体的设计意图。在对于项目中较为复杂的节点，由于二维设计图纸表达信息的局限性，往往容易产生曲解，导致实际施工情况与设计方案不符，由此产生返工，造成一定的经济损失。若将项目三维模型导入可视化平台中，再结合数字地图，则能够真实地还原建设条件，清晰直观地展现设计方案，精准地提示在施工过程中的潜在风险可视化平台交付代替传统二维设计成果交付，施工人员对着三维模型进行施工，可以大大提高施工的效率和质量。

4结语

综上所述，BIM技术在市政道路设计中的具体应用主要体现在数字地图的构建、三维可视化协同设计、强化造价管理、可视化汇报和设计成果交付上。相信随着BIM平台的逐渐标准化、以及BIM技术相关的硬件逐渐完善，未来BIM技术在我国市政道路设计中的应用将会得到进一步地推广和普及。

参考文献

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