BIM技术在城市快速路设计中的应用

BIM技术在城市快速路设计中的应用
发布时间：2023-02-03T05:28:39.434Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月18期作者：王何萍
[导读] 在信息化快速发展的背景下，以BIM技术为代表的现代信息技术在各个领域中发挥出了重要的作用，其中在建筑工程领域中应用，有效解决了诸多复杂工程问题。

王何萍
中国市政工程华北设计研究总院有限公司?浙江杭州310012
摘要：在信息化快速发展的背景下，以BIM技术为代表的现代信息技术在各个领域中发挥出了重要的作用，其中在建筑工程领域中应用，有效解决了诸多复杂工程问题。

城市快速路是城市中重要的基础设施，但在城市快速路项目中，因涉及的专业较多、综合性较强，且工程规模较大、工期紧、质量要求高，因此对工程的设计有非常高的要求。

为有效解决传统二维平面设计中存在的不足，本文以BIM为技术手段，对其在城市快速路设计中的应用进行具体分析，目的是充分发挥BIM技术的优势，提升城市快速路设计的效果，进而为提高城市快速路建设质量及促进城市快速路项目发展提供基础保障。

关键词：BIM技术；城市快速路；设计应用
引言
在信息时代背景下，有越来越多的先进、新型的技术广泛应用在我们的生产生活中。

BIM技术便是其中一种，其可直接解释为建筑工程信息模型，即依托数字化技术实现对建筑环境全生命周期的管理，这也是BIM技术的核心所在。

BIM技术在道路工程设计有着巨大的优势，若能够真正地将BIM技术的优势发挥到极致，必定能够推动公路交通事业的发展。

为充分发挥BIM技术在道路工程设计中的优势作用，文章以某城市快速路项目为例，具体对BIM技术在项目设计中应用的情况进行分析探讨。

1 项目概况
本工程定义为城市快速路改造，全长为18km。

在此次改造设计中，主路设计速度为80km/h，辅路设计速度为60km/h。

总投资约13.5亿元。

项目建设内容包括道路、桥梁、管线、环保工程、照明工程、景观工程等。

城市快速路多为已有道路的改造，易受周边环境的影响，且往往存在老路老桥设计的情况。

结合项目设计要求，项目在实施过程中主要存在以下几个方面的重难点：
1）复杂设计问题。

本改造项目沿线户经过多个功能区域，包括住宅区、工厂区、铁路区，现状条件较为复杂，且全线与14条道路交叉，使得设计难度较大。

为解决复杂的设计问题，引入了BIM技术，这也是本项目实施过程中的一个重点。

2）各专业协同设计。

由于项目建设包括道路、桥梁、管线、环保工程、照明工程、景观工程等多个内容，参与的专业较多，不仅增加了设计的难度，也增加了管理的难度。

为实现项目过程协同高效管理，有必要引入BIM技术。

3）设计成果传递。

本项目实施过程涉及多个参与方，为确保从设计到施工段数据有效传递，保证项目实施进度，减少争议，在设计阶段引入BIM技术，并搭建信息管理平台，依托信息管理平台实现信息数据共享。

结合项目存在的重难点，通过运用BIM技术，可有效解决复杂的设计问题，实现协同管理，以及实现数据传输共享。

2 BIM技术应用的情况
2.1 解决复杂设计问题
基于项目的复杂性，在设计阶段采用的BIM技术来解决设计的难点。

一是可视化展示。

将BIM模型与场地模型结合，利用Lu-menRT进行漫游展示，以真实反映项目及周边的具体情况。

尤其是对于空间关系错综复杂的互通立交，通过三维可视化设计，使设计意图直观化地展现出现，可更好地辅助设计人员进行主线、匝道的设计，既能提高设计的效率，又能促进各专业高效沟通。

二是地质分析。

结合地勘数据，通过SUE软件批量化创建了三维地质模型，在具体设计中，依据需求对地质模型剖切，形成地质剖面图（图1），用以直观化地展示桥梁下部的地质结构状况，进而为设计人员进行特殊地基处理设计、优化桥梁下部结构提供数据参考。

图1 地质剖面图
三是视距分析。

鉴于视距是影响城市快速路交通安全的一个重要指标，在实际设计中，也要充分考虑视距问题。

在视距分析中，借助Lu-menRT仿真模拟技术从驾驶员的角度对真实路况进行模拟，并进行视距分析。

通过视距分析，可实现对视距范围内是否存在障碍物进行校核，进而为优化道路线形、高架桥布置跨方式、交通设施布置等提供依据。

四是红线核查。

在三维空间环境下，对全线进行核查（图2）。

针对超出红线的部分进行设计修改。

这样的方式，对比传统设计中关键
点核查，可扩大核查的范围，也能有效提高核查的效率。

在本项目中，一共核查出了9处超出红线的内容，并进行了确认与修改。

图2 BIM红线核查
五是老桥拼宽处理。

以往在交接段设计中，一般是通过测量来完成老桥的平纵数据采集，但由于存在测量误差，使得接缝处高程有较大的差异。

现如今，可通过BIM技术建立高精度倾斜摄影模型，将设计模型与老桥边线拟和，可实现老桥坐标与高程的精准匹配，可避免出现误差问题。

此外，在实际应用中，通过这一技术还发现了某匝道出有一处地面高程的问题，通过复测进行了修正，减少了后续施工的设计变更，保证了工期。

六是碰撞检测。

传统二维设计模式难以实现对复杂立交系统的直观化展示，从而导致各专业之间不协调。

对此，通过建立BIM模型，快速查找碰撞冲突，帮助设计人员及时发现设计中存在的漏洞，可有效避免空间冲突，减少后续设计变更。

在本项目中，通过BIM模型分析了道路、桥梁、管线及交通附属工程之间的关系，一共优化了14处碰撞冲突。

2.2 协同设计与高效管理
由于本项目中设计较多的专业和软件，为提高设计与管理的效率，基于BIM技术研究了一套多专业协同的技术路线（图3）。

在具体实施中，为让项目所有专业处于协同环境下工作，利用Dynamo将二维的路线数据转化为三维的路线数据，随后以路线为中心，促进各专业高效协同。

图3 多专业协同技术方案
此外，为实现各专业人员的高效管理，采用了树状性的组织管理结构，并在标识数据中添加相应的专业人员，由此将各专业人员的工作界面区分开来。

同时，统一族命名，以实现模型中族文件的高效管理。

2.3 数据传递和共享
为促进模型数据有效传递和高度共享，在项目正式开始之前，制定了标准化与高精度的模型构建方法，充分考虑第三方建设管理平台的应用需求，编制项目级BIM指南，明确BIM运用实施、模型分类、命名规定、交付要求等内容，为后续高效运用奠定良好的基础。

与此同时，立足于模型精细化的要求，覆盖专业全部设计内容，将设计阶段与建设管理阶段所需的几何与非集合信息纳入其中，并实现无缝传递。

之后再进行进度、质量、成本等管理应用，全面提升设计模型使用价值。

结语：
综上，BIM技术在城市快速道路设计中应用具有巨大的价值作用，可有效解决项目设计中遇到的各种复杂设计问题，可实现多专业协调设计和高效管理，还能实现模型数据的有效传递和共享，进而进一步优化项目设计效果。

因此，在实施城市快速道路项目过程中，相关设计人员可充分利用BIM技术来辅助设计，以提升项目设计与实施效果。

参考文献：
[1]金明堂,蔡建清.数字孪生理念下BIM辅助城市快速路建设[J].智能建筑,2021(08):34-37.
[2]王健,陈威,陈心梦.BIM技术与城市快速路改造设计的融合应用研究[J].建设科技,2021(Z1):75-78.DOI:10.16116/ki.jskj.2021.03/04.019.
[3]陈林.城市快速路设计重难点分析[J].内蒙古公路与运输,2020(02):36-40.DOI:10.19332/ki.1005-0574.2020.02.009.。