BIM理念在市政工程设计中的应用

【摘要】对BIM新理念进行了介绍，基于BIM技术在市政道路设计中的作用，对BIM理念在市政工程设计中的具体应用过程进行了分析和探讨，提高了设计效率，保证了设计质量，以满足市政工程建设对设计的高要求。

【关键词】BIM理念；市政工程；工程设计

1引言

当前，市政工程建设逐步向大型化、复杂化的方向发展。在工程项目建设过程中，设计是非常重要的一个环节，需要耗费大量的人力和费用。BIM技术作为一种虚拟工程三维模型，可以利用数字信息化技术进行模型的建设，从而构成便捷、简单的信息库，提升了设计效率和设计质量。本文重点对BIM理念在市政工程设计中的应用价值进行分析和研究。

2BIM技术新理念

BIM技术以三维数字技术为基础，实质是一种建筑信息模型，综合了项目有关信息的信息模式。BIM技术是指以数字化技术作为支撑，借助虚拟的三维模型，给相关工程提供相应信息的工程信息库。信息库中包含各类建筑结构相关信息、空间状态数据等。不管工程处于哪个时期，都涉及BIM技术的应用。为了促进信息共享和交流，BIM技术给项目各建筑方提供了信息交流和共享的平台[1]。

3BIM技术在市政道路设计中的作用

3.1可明确表达设计意图

传统的建筑类设计，因为受到设计人员思维及社会科技水平的限制，大多采用二维设计思维进行设计，二维设计的过程就是将现实中的三维问题放入二维空间进行解决，在此过程中，很多数据容易丢失，最终的设计结果也不能很好地表达设计意图。BIM技术就是一类三维数字化信息模型，三维立体思维模式可以很好地表达设计者的设计意图。另外，该技术还会将设计目标进行划分，设计意图表达的清晰程度与目标划分的细致程度成正相关关系，即划分得越细致，设计意图就表达得越清晰。BIM最为明显的特征就是可以对参数和组件进行自定义，可以清晰地表达各类复杂的问题。BIM对于越为复杂问题的处理，效果越为明显。目前，BIM技术已经应用到一些复杂程度较高的建筑行业或者高端机械制造业。在过去的道路工程中，很少涉及三维空间的应用，工程之间相互借鉴，具有较高的相似度。随着城市发展速度的加快，高架桥互通工程项目数量越来越多，这些工程最为明显的特征就是设计结构十分复杂，而且在给排水工程中也出现了越来越复杂的构造物，二维设计思想不再适用。

3.2具备强大的分析模拟能力

BIM技术最明显的优势是强大的分析能力和模拟能力。在设计阶段就可以对设计成果进行直观的观察，设计者可以通过观察结果对方案进行科学合理的调整，同时针对可预见的问题，提前采取措施加以规避。另外，在设计的过程中，一旦产生问题，也方便设计人员和业主之间进行沟通，使业主清楚设计和实物之间存在一定的差异。为了提高工作效率，很多复杂的工程摒弃二维设计理念，应用三维建模对设计成果进行设计和体验，避免了工程设计大幅度修改的问题。BIM模型属于丰富的信息库，为相关工作提供了精准的数据和专业的分析，最终得到精确的结论，方便施工交底工作高效进行[2]。

3.3可精确计算工程量

在传统的设计模式下，在市政道路建设过程中，大多工程量计算都是通过设计人员估算而得，如果地势平坦稳定，一般不会产生较大的误差，但是一旦遇到地形较为复杂的地势，估算结果和实际用量就会产生较大的差异。而在BIM设计模式下，子模块之间的几何数据十分精确，可以对面积、工程量和体积进行精准的计算。针对井类管线工程，可以通过对设计图纸和地形曲线进行分析得到工程量，凭借专业的计算工具确定精准的工程量，不再使用人工录入的方式，所有数据都是程序自动完成，大大降低了误差产生的概率。

3.4可提高协同能力

近年来，随着人民生活水平提高，市政工程项目规模越来越大，其设计难度也与日俱增。在设计过程中，设计人员必须注重设计细节，协同相关专业人士共同完成工作。在设计的过程中，为了充分体现BIM的主要优势，专业协作、内部协作和设计工作的协作缺一不可。在二维设计模式下，设计人员之间的协作大多通过分图层复制粘贴进行实现，虽然很多设计单位设置了协作设计系统，也只应用于较低层次问题的解决，一旦遇到精细的协同问题，就很难进行处理。比如，不同的设计人员需要完成每段边坡、绿化带开口、平面交叉口等环节的编辑工作。传统的二维模式设计图纸由相互关联的文字和线条组成，对成果进行合并十分困难，所以很难同时完成以上工作。BIM模式有效地解决了这个问题，在该模式下设计的方案可以搭建信息模型，信息模型中包含了数量较多的子模型，这些子模型之间可以相互合并，及时发现冲突的地方。应用BIM模式有效实现了各部分之间的协同工作，不仅提高了设计工作效率，还有效提高了社会效益[3]。

4BIM技术的应用过程

4.1处理勘察地形图

地形图是项目在建设过程中的重要参考图，其测量的精确程度直接关系到项目质量水平。一般来说，测量单位会提供2种形式的地形图，分别为二维地形图和三维地形图。其中：二维地形图中高程点的实际高程为零；三维地形图中的高程点的标高等于实际标高。三维地形图软件操作流程为：打开软件的图形管理器，单击高程点以外的任意图层进行冻结，单击“创建曲面”命令，显示器会自动弹出对话框，在对话框中设置图层、名称和曲面类型，单击“曲面类形”，打开工具栏，将图形对象添加进去，确定高程点，完成曲面创建。

4.2设计市政道路的中心线

道路中心线的确定在道路建设过程中十分重要，为了确定最为标准的中心线位置，设计人员必须要充分考虑各方面的因素，根据曲线半径和长度对中心线位置进行合理的调整。具体的操作流程为：完成最佳中心线的确定后，将地形图插入；合理分解道路中心线，使其成为多段线结构；“从多段线创建路线”，最终确定道路中心线，这时显示器会弹出一个对话框，需在对话框中输入线路名称。

4.3设计市政道路的纵断面

在所有的市政道路设计过程中，应用范围最广泛的是纵断面设计。具体的设计流程为：对原地面线文件进行编制，同时完成拉坡线的绘制；适当调整拉坡线，直至拉坡线相关参数达到设计要求，将其存储为竖曲线设计文件，生成道路纵断面设计图。Civil3D所应用的就是三维地形设计，该软件可以自动更新地面线，这样不仅提高了设计精度，同时降低了设计人员的工作量，节省了设计时间[4]。“按布局创建纵断面”命令可以完成拉坡线的设计。纵断面设计工作完成后，设计人员需立即对曲线、坡长和坡度进行查看审核，一旦发现参数不符合要求，单击“纵断面布局参数”，适当调整和修改边坡点的桩号、坡度、标高以及竖曲线半径等参数，直至参数符合相关设计要求。

4.4设计市政道路的横断面

在创建道路配图的过程中，经常应用道路横断面设计，应用该软件，完成道路模型精度较高，因为该软件为了完成道路的配置，会相应地选择最为合适的部件完成配备。该设计过程具体的操作流程为：单击“道路”菜单，单击“创建装配”命令，在对话框中将装配名字输入，单击鼠标确定，插入竖线，该竖线带中间带有圆形标记，作为该装配图的基准线，该基准线也是道路的中心线；单击“部件工具板选项板”，合理选择各个部件，完成装配图的配置。首先完成横断面的装配，然后根据设计需求，分析下一个装配图的装配顺序，逐一完成其他装配图的装配。不管是哪一种道路模型，都可以根据设计需求确定最佳的装配类型，同时根据需求对各项装配参数进行调整或者修改，另外，模型还具备随时更新参数的功能[5]。

5结语

综上所述，随着市政工程建设项目的不断增加，建设规模日益复杂，为了保证设计质量，需要利用BIM技术进行设计，进而快速完成市政工程设计。通过在设计中利用BIM理念，可以显著提升设计效率和设计质量，保证设计效果。

【参考文献】

[1]印明.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].城市道桥与防洪，2012（7）：347-349.

[2]程佳.浅谈BIM在市政道路设计中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018（5）：65-67.

作者：章俊屾 杨振文 孙易吟 单位：浙江大学城乡规划设计研究院有限公司