关键词:BIM技术;市政道路设计;应用
引言
目前 BIM 技术在建筑工程领域已经有了长足的发展,许多重大建筑工程项目实践中已经应用了 BIM 技术。而在市政道路工程领域,BIM 技术应用的起步较晚,发展速度也相对较慢。出于对工程项目的精细化设计追求及对项目全寿命周期管理的需要,BIM 技术是工程领域的重要技术方向。考察国内建筑领域 BIM 技术应用路径,初期主要由高校、研究所等机构建立 BIM 技术框架,由专业软件公司进行设计平台开发,由设计院推动BIM 技术在设计中的工程初步应用[3]。因此,在市政道路工程领域,借鉴已有的 BIM 技术框架,同样可由 BIM 设计工作的探索来带动新技术应用。
1 BIM的特点
1.1可视化
BIM可视化即通过三维的方式将立体实物展现在人们面前,给人以更直观的视觉效果。BIM的可视化大大降低了设计、施工等过程中的读图难度。可视化的特点体现在以下阶段:效果图的展示及报表的生成,项目设计和建造,运营过程中的沟通、讨论和决策等阶段。
1.2协调性
BIM的协调性服务加强了设计单位、业主及施工单位之间的沟通。BIM的协调性主要体现在设计阶段,BIM可对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,从而指导各专业的设计。
1.3模拟性
BIM的模拟性渗透在设计、施工、运维等各个阶段。其不仅仅是对模型的3D模拟,它还能模拟出施工的整个过程,甚至是模拟施工过程中成本的控制。同时BIM还可以进行节能模拟、光照模拟、地震逃生模拟和火灾人员疏散模拟等。
1.4优化性
BIM的优化性主要体现在项目方案的优化和特殊项目的设计优化上。在项目方案的优化上,将项目设计和投资回报紧密结合在一起;特殊项目的设计优化主要针对一些异形项目,这些项目占工程比例小,造价高,建造难度高,对这些异形项目的针对性的项目优化,往往能在工期及造价上带来较好的收益。
1.5可出图性
BIM的出图建立在已有3D模型的基础上,出图快捷、方便。BIM可出剖面图、平面图、预埋套管图、综合管线图等。
2 BIM技术在市政道路设计中的应用
2.1地形图的处理
勘察测量单位提供的地形图分为三维地形图和二维地形图两种,三维地形图中的高程点的标高和实际标高是相等的,二维地形图中高程点的实际高程为零,在高程点的旁边标注数字。三维地形图的高程点都是带有Z坐标的图块,具体的软件操作如下:找开图形管理器,反选高程点以外的图层并冻结,点击曲面菜单下的“创建曲面”命令,在对话框中选择图层、名称和曲面类型,并确定,然后点击工具空间的“曲面树形”菜单,打开定义工具栏,添加图形对象,在对话框中选择“块”并确定,选定所有的高程点确认,至此曲面创建完成,用查看器查看创建的曲面。
2.2道路的中心线设计
进行市政道路设计,首无要确定道路中心线的位置,设计人员要综合考虑各种控制要素,拟合规划确定的线位,按照规范的要求调整圆曲线的半径、长度等曲线要素。具体的操作步骤如下:将确定好的中心线插入地形图,将道路中心线转换为多段线,单击路线菜单下的“从多段线创建路线”,选择道路中心线,在对话框中输入路线的名称,选择确定路线的样式和标签集。
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2.3道路纵断面的设计
最常用的市政道路设计软件的纵断面设计,设计流程是:编制原地面线文件,生成原地面线,在原地面线上绘制拉坡线,对拉坡线进行调整直到符合设计要求,将拉坡线存储为竖曲线设计文件,调用原地面线文件、竖曲线文件生成道路纵断面设计图。Civil3D采用三维地形设计,通过“从曲面创建纵断面”命令生成地面线。当需要修改道路中心线时,会自动进行地面线的更新,这样就节省了设计时间,设计人员耗用的精力也大大减小了。“按布局创建纵断面”命令可以实现拉坡线的设计。纵断面的设计完成之后,自动生成的曲线、坡度、坡长等指标可以随时查看,如果发现有不符合规范的地方,可以点击“编辑纵断面形状”命令,在子工具条中点击“纵断面布局参数”,在布局对话框中点边坡点,修改边坡点的桩号、标高、竖曲线半径、坡度等参数。
2.4市政道路的横断面设计
道路横断面设计是创建道路装配图的过程,要选用合适的部件来完成道路的装配,这样可以精确的反应道路模型。具体的操作流程如下:点击“道路”菜单,选择“创建装配”命令,输入装配名称确定,在任意点单击鼠标,插入一个中间带有圆形标记的竖线,这条竖线是装配图的基准线,也是道路的中心线。选择道路菜单下的“部件工具板选项板”,利用系统的部件完成装配图。先装配横断面,再根据设计的需要添加其他装配图,道路模型可以任意选择装配的类型或者修改装配部件的参数,并可以随时更新。
2.5强化协同设计操作
BIM技术有着协同性较高的优势,能够在很大程度上避免传统二维设计方式较为复杂的合作方式,使不同领域之间的协同操作更加便捷,有着较高的协同效率与质量。BIM技术在路立得中的具体应用,一方面能够实现设计内部不同领域内设计人员的协同作业,另一方面也能够实现路立得与其他的软件实现协同操作。在不同软件之间的协同方面,BIM技术可以通过LandXML和IFC、FBX、SKP、DWG等数据文件进行,从而实现与不同软件之间的信息数据传输和共享,实现模型数据信息的传递。例如在路立得道路设计软件完成设计后,可以使用交通设计软件进行交通工程设计或者排水管线设计等等,从而实现各种不同领域设计的共同设计完成,使个各项设计工程能够互相检查,实现共同的设计建设。
结束语
(1)本文研究目的是借鉴建筑领域技术发展路径探索 BIM 技术在市政道路工程领域的初步应用,即 BIM 在设计工作中的应用探索。
(2)通过 BIM 技术特性分析,总结现阶段道路工程设计中 BIM 技术应用难点,包括 a.道路工程范围大,环境复杂,工程结构不规则程度高;b.BIM设计现阶段使设计人员工作量增加,而成效不高;为例,BIM 既能够快速布置水利工程项目的优化方案,又可对相关工程进行良好的信息化管理,从而有效地缩短工期,降低施工难度,减少工程投资,保障工程的顺利实施。将 BIM 引入单个水工建筑物,可解决其选型独特、技术复杂、设计效率低及参建各方信息共享水平低等问题。
总之,通过近十年的应用与发展,BIM 技术 已为土木领域工程项目的设计、施工、监理等方面带来了诸多益处,解决了以往工程项目在实施过程中存在的不足,有效地提升了土木工程的实施效率和效果。但由于受制于众多客观原因,一些问题也不能有效解决,BIM 技术并没有完全大规模化和普及化应用。这就需要各领域的从业人员通过不断的学习和探索,熟练掌握、运用和推动该项技术的普及化应用。
参考文献
[1]张世军.BIM在市政道路设计中的推广应用[J].住宅与房地产,2016,12:206.
[2]邱华棋.浅析BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].智能城市,2016,05:112.
[3]余萌.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].四川建材,2016,02:149-151.
[4]郭高洁.浅析BIM在城市道路设计中的应用[J].四川水泥,2016,05:70.
[5]梁泽龙.BIM技术在道路设计的应用[J].城市地理,2016,06:135.
论文作者:李杰1,张贵君2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/1
标签:技术论文; 道路论文; 纵断面论文; 中心线论文; 市政道路论文; 高程论文; 领域论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;