摘要:BIM技术是一种利用计算机建模将设计方、施工方有机联合在一起的技术,其能够应用于建筑、机电等诸多领域。随着电子信息技术的发展,BIM技术将能够更好地应用于更多的领域中,提质增效。公路设计是一项复杂而系统的工程,为更好地做好公路的设计在公路设计过程中需要更多的做好BIM技术的应用以便使得公路设计取得设计效果,在提高公路设计效率的同时获得更好的设计质量。
关键词:BIM技术;公路设计;应用
1BIM技术的概念与特点
(1)BIM技术的应用将能够使得公路设计具有较高的可视化。公路设计将涉及大量的参数、数据,数据多、计算量大是公路设计的显著特点。借助于BIM技术的建模分析特性将能够帮助公路设计人员从一个整体化的视角去看待、考虑公路设计方案的可行性与合理性,而这对于公路设计是十分必要且重要的。
(2)BIM技术具有极高的模拟性。BIM技术最主要的特性就是依托强大的计算能力所获得的仿真模拟能力,公路设计人员在公路设计过程中利用BIM技术可以实现对于公路设计方案的建模分析,公路设计人员通过对建模结果进行分析将能够及时地发现公路设计中所存在的不足之处,并通过及时地调整与重新模拟分析以便更好地对公路设计方案进行优化。
(3)BIM技术具有极高的协调性。公路设计是整个公路工程的基础,同时也是公路工程中的重要一环。公路工程建设涉及诸多环节,为保障公路工程的建设质量需要积极做好公路工程各环节之间的协调,从而最大限度的保障公路工程的顺利进行。
(4)公路设计是一个不断改进优化的过程,在这一过程中需要持续不断地对公路设计方案进行计算、优化,而借助于BIM技术强大的计算能力将能够更高效的完成相关设计,同时BIM技术可以使得公路设计直接对设计图进行修改,设计图修改后与设计图相关的图纸也将随之发生修改,而无须像纸质图纸一样需要进行庞大而烦琐的修改,提高了公路设计的效率与质量。
2.2BIM在公路设计中的应用
2.1公路构件结构树的建立
在公路设计当中,构建整体BIM模型的前提是要建立系统的公路构件结构树,这样一来可以使得BIM模型显得更加的轻量化,从而更好地建立建筑模型。在实现工程项目的整个生命周期的构建过程中,还能够对相关信息进行准确的查找,这样一来可以有效提升信息管理的水平。建立公路构件结构树最常用的方法为:面向对象;主要的原则为:按照功能对构件进行拆分。可以将公路构件结构树分为四个层次,第一层次:通过对公路工程的地质、地貌以及里程等相关特征进行分析,并进行科学的分段;第二层次:对以施工缝为界的功能组合进行细化;第三层次:通过对工程量的统计,重新对功能组合体进行构建;第四层次:根据方便建模的要求,按照单元将构建进行细化,之后完成构件树的建立。
2.2公路工程的BIM模型参数化建模
(1)建立三维地质模型作为地形参数,BIM技术可以输入现有的三维地质图形自动生成三维地形空间图,并能够直接输入测量数据对模型进行修正和更改,比如:可以通过GIS数据直接进行输入,BIM模型就会自动对地形图进行修正。(2)公路平纵线参数化模型的建立,主要的参数有:平曲线、缓和曲线、竖曲线、坡度、坡长以及直线长度等,可以通过参数建模的过程中将这些参数建立起相应联系,比如:在设计纵断面的过程中,就可以将地面线与设计线,借助竖曲线的拟合形成空间曲线,同时还可以利用三维建模将参数之间的关联耦合关系计算出来,这样一来就能够为三维路线模型的形成提供极大的便利。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(3)横断面参数化设计,横断面的参数主要包括:路基的宽度和高度、路面型式和厚度、路肩、护栏、超高、边坡、路缘石以及排水设施等,这些都能够通过BIM技术实现参数化设计,同时还能够根据点的约束形成各参数之间的联系。(4)建立关键构造物子模型如:桥梁和隧道,在建立子模型的过程中,需要对桥梁或者隧道内部的构件布置、连接构造以及钢筋设计等进行全面的分析和考虑,对于构造物的类型在整体模型建立中只需要粗略地进行表示即可,能够有效提升整体模型的调用效率,同时也便于对局部构建进行优化和改进。
2.3信息化管理和优化
BIM技术在公路设计中的应用,可以有效提升公路工程信息化管理水平。例如:在公路设计的阶段,可以借助BIM技术对各项设计构建进行碰撞测试,从而及时检查出其中的问题,通过这样的方式,能够使设计方案更加具有科学性、合理性以及可行性,并且还能够有效降低工程施工的难度,便于BIM模型的修改。另外,在施工过程中,如果发现施工现场的地质或地形条件和设计方案不符,那么使用BIM模型也可以使施工方案的修改和调整变得更加简单,只需要在BIM模型中对相关的参数进行修改和调整即可,不再像原来一样,需要人为对整个设计图纸进行整体的修改,并且BIM模型能够自动根据修改的参数,对其他相关的参数进行修改,从而有效提升了公路设计的工作效率和质量。此外,在运营过程中如果出现了状态区域,也能够借助BIM模型来改进相关的设计,并对效果进行模拟,通过这样的方式可以有效提升公路设计的水平,为公路实际运营的优化和改进提供科学依据。由此可见,在公路设计的整个生命周期中,BIM技术都能够为其提供基础模型,并通过计算机平台对整个工程项目进行高效的信息管理和资源配置,同时BIM技术还能够对施工方案、管理养护周期等进行模拟,从而有效实现设计方案的全方面覆盖。
2.4工程量统计和方案对比
BIM技术能够为公路设计的整个生命周期提供详细的三维模型,从而为公路工程的工程量统计提供极大的便利,这主要是因为BIM的土方量的计算是根据现实地形和公路模拟计算出来的,因此,结果更加准确。比如:在对路基挖方和填方量的计算统计、路面工程量的计算统计和护栏、栏杆量的计算统计等,这些工程量都能够对施工方案的组织设计产生非常重要的影响,并且对于建造材料的选用和使用也具有非常重要的参考作用。BIM模型能够通过模拟工程施工对各项工程量进行精确的统计,这样一来可以有效节约大量的时间和资源,提高工程造价管理的水平,降低工程成本,提高工程的经济效率。另外,由于BIM技术可以高效、快捷地对工程量进行统计,因此,借助BIM模型对初级阶段的设计方案进行比选是非常适合的,能够一目了然地分析出不同设计方案之间的经济性优劣,同时,也为不同路线的比选设计提供了科学的参考依据,以有效选出最合理的设计方案,并且在公路工程施工过程中,还能够便于对方案的调整和修改,从而更好地促进公路施工的组织和开展,提高施工的效率和质量。
结论
综上所述,BIM技术是土木工程领域中非常重要的前沿技术,对于改进现有的设计方法、施工手段以及管理模式都具有非常重要的促进作用。因此,加强BIM技术在公路设计中的应用研究是非常必要的,将BIM技术应用到公路设计中能够有效构建公路结构树、并且建立三维模型参数化建模,为公路设计提供先进的技术支持,同时,通过信息化管理和优化、工程量统计和方案,能够有效提高工程质量,缩短工期,节约成本,从而有效促进公路工程的发展,提高我国公路设计的水平。
参考文献:
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论文作者:吕国磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/21
标签:公路论文; 模型论文; 技术论文; 参数论文; 设计方案论文; 建模论文; 工程量论文; 《基层建设》2018年第36期论文;