BIM技术在市政道路设计中的应用.docx

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1、BIM技术在市政道路设计中的应用黄炎任娜娜汤苏衡刘雪松示出管道碰撞点，并反应给设计进行管线综合优化设计(图5)。同时，通过 施工模拟等应用，能够直观地反映工程的施工组织，有利于把控工程施工期间 的风险、本钱和进度。1. 3设计成果的数字化交付CIM是以城市信息数据为基数，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综 合体。从范围上是大场景的GIS数据+小场景的BIM数据+物联网的有机结合。 与传统基于GIS的数字城市相比，CIM将数据颗粒度细化到城市内部所有构 件，将传统静态的数字城市升级为可感知、动态在线、虚实交互的数字李生城 市，为城市敏捷管理和精细化治理提供了数据基础。雄安CIM平台的建设，

2、在 规划阶段可实现规划评估、土地管理、可视化设计、天际线分析、交通分析、 投资测算、地价大数据预测等功能；在建设阶段，可管理工程进度，提升质量安 全管理能力；在运维管理阶段，CIM集成平台为城市精细化管理提供数字底板基 础设施，打破各物联平台和IOT设备之间的系统壁垒，实现安防、消防、停 车、能源的可视化管理。Reference：1余萌.BIM技术在市政道路设计中的应用研究J.四川建材，2016 (2)： 149-151.2白宇，陈晋.公路工程BIM应用现状与技术特点浅析J.低温建筑技术， 2020, 42 (9) ： 135-138.3高书克.BIM技术在市政道路设计中的应用C.全国工程建设

3、计算机应用大 会，2014.4黄炎，丁麴，何鲁鄂.倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的应用J ,土木工程，2018, 7 (3) ： 381-388.5陈光，薛梅，刘金榜，等.一种市政道路BIM设计模型与三维GIS数据集成 方法J.地理信息世界，2018 (3) ： 90-94+98.6金尔仲.BIM技术在市政道路设计中的应用研究J.江西建材，2016(15) ： 141-142.一全文完一基础数据BII设计市政道路BIM模型数据库r 工程计量仿直模拟BII良用数字化交付片面设计/ /纵断面设计/“断面设计/ 版造物设评q II1川才属设站I三维需向检查图1 BIM应用技术流程图摘要：本文以维安

4、新区市政道路设计工程为依托，详细介绍了以鸿业路易软件 为工具，创立三维数字地面模型、道路模型和交通工程模型的技术路线，总结 了快速添加设计工程信息和制作雄安工程工程数据(XDB)的技术流程，提出了 四层级BIM设计与应用流程。介绍了在实际工程中BIM+GIS设计方案展示、复 杂节点的深化设计和设计成果的数字化交付等应用，提高了设计质量，表达了 BIM技术在市政道路设计中的独特优势。Key： BIM；CIM；道路设计；数字化交付;雄安新区0引言随着市政工程工程规模越来越大，工程各局部三维空间关系越发复杂。市政道 路设计内容点多面广，设计难度越来越高。“精工慢活”正逐步替代“短平 快”，成为市政道

5、路设计的主流需求1。BIM (Building Information Modeling)技术以数字三维模型为基础，集成了建筑工程信息，应用在市政道 路设计中，能够实现设计意图精确表达，具有强大的分析和模拟能力，完成精 确快速计量，实现各专业高效协同，是解决市政道路设计难题的重要手段2。市政道路BIM设计软件，主要分三类：第一类是Autodesk、Bentley和CATIA 等大型软件平台的系列产品，第二类是基于前者进行的二次开发产品。这两类 软件产品，由于学习本钱较高，投入产出比低，本土化研发进度慢等制约因 素，并没有在设计人员群体内形成自发应用的源动力。第三类是基于传统道路 设计软件，贯彻

6、BIM的理念，结合国内工程特点，顺应各专业设计流程，适应 中国本地化设计习惯，深入开发的本土 BIM软件。典型如金思路路线专家系 统、同豪土木公路工程BIM设计系统、鸿业路易等。这类BIM软件，很大程度 上填补了传统BIM软件在市政设计领域的短板，并因其高效率和专业性，取得 了市场的认可3。本文以鸿业路易道路BIM设计软件为基础，探究BIM技术在市政道路设计中的 应用。研究BIM模型快速创立流程，实现设计成果数字化交付，并实现与数字 城市CIM (City Information Modeling)平台的融合。在此基础上，探索基于 市政道路BIM模型，迤行方案验证、复杂节点空间分析、数字化交付

7、等BIM应 用工作，从而提高工程设计质量。1工程概况河北雄安新区某配套市政道路工程，含5条主干路，9条次干路和55条支路， 道路里程总长73. 2公里。市政道路设计需要兼顾地下综合管廊，统筹协调电 力、通信、给水、燃气、雨污水等各类市政管线，同时考虑地下通道在道路红 线范围内的竖向关系，提出合理的道路及综合管线实施方案。此外根据雄安新 区智能城市建设专项规划，要求汇聚城市空间数据，集成涵盖规划、设计、建 造、运营等全生命周期的建筑信息模型，建设城市信息模型CIM平台，开展数 字镜像城市。因此要求设计成果按照相关交付标准，完成三维模型的创立，属 性信息的添加，实现设计成果的数字化交付，并与雄安C

8、IM平台良好融合。2技术路线根据工程需求，本工程BIM设计及应用由四个层级组成。第一级是工程环境的 搭建，以地形图、激光扫描、卫星影像、航空摄影数据、勘探钻孔数据等为基 础数据，创立三维数字地面模型(DEM)和地质模型，作为BIM设计的基础环 境；第二级是市政道路及其他专业工程设计，设计的过程即工程数据库的搭建， 同时也是BIM模型创立的过程；第三级是BIM模型的应用，根据工程需求，完成 方案验证、空间分析、工程量计算等应用，并根据应用结果优化设计；第四级是 设计成果的数字化交付，由工程数据库导出所需图表，并根据雄安CIM平台相 关技术要求，将设计成果模型转换为雄安工程工程数据(Xiong a

9、n database, XDB),实现与维安CIM平台的融合，BIM技术应用流程如图1所不O3道路BIM模型的创立3. 1数字地面模型创立三维数字地面模型是道路设计的基础，是构建道路BIM模型的三维环境。通过 航空摄影、机载激光雷达等勘察技术，采集到地面高程信息4。通过软件的曲 面功能，将等高线、点云、激光雷达扫描勘测数据进行三角构网，建立地形曲 面，形成数字化地形5。对高分辨率卫片、航空摄影影像数据进行整合，并与 数字化地形进行匹配，形成工程的D0M数据，为后续三维设计提供真实直观准 确的环境。3.2 路线设计路易虽然提供了完善的路线设计工具，能够满足绝大多数情况下的路线设计工 作，但在多团

10、队、多人员协同设计的情况下，设计人员使用的路线设计工具五 花八门，数据格式也多种多样，不利于设计成果的数字化交付6。利用丰富的 数据接口，可以将多源设计数据成果，包括地形图、路线总体图、路线纵断面 图以及多种路线数据文件等设计资料，转化为路易路线工程文件，获取工程道 路的平面、纵断面、超高等设计信息，从而快速构建路线信息模型。3.3 道路设计 根据维安新区规划建设BIM管理平台交付标准对道路专业模型单元分类和 编码规那么，将城市道路的模型结构分为三级，分别是工程级、功能级和构件 级，所表述的道路结构构件也逐步细化。根据模型单元组成，定义不同等级道 路准横断面，创立道路板块方案。通过沿路线放样生

11、成道路的路基、路面模 型，实现参数化快速建模。软件会根据路线交叉情况自动生成参数化平交口模 型，用户根据设计原那么，调整平交口设计参数，或者在平面视图中拖拽平交口 的轮廓，实现对道路平交口模型的修改。软件会自动将设计信息写入BIM模 型，并赋予材质和贴图等。通过创立各条道路模型和平面交叉模型，通过拼接 和整合，最终得到完整的片区路网模型，如图2所示。3.4 交通工程设计完成市政道路的交通工程模型创立，主要包括各种交通标志标线、标牌、护栏 和公交车站等。标志标牌主要反映布设具体位置、标志外形尺寸和标示内容。 车道线准确反映布设情况，车道线宽度、分流和合流走向；护栏准确反映外形尺 寸和布设位置。交

12、通工程模型以反映内容、形式和位置为主，不反映细部尺 寸、基础和混凝土内部细节。附属设施模型主要包括各种路灯、电杆、交通信 号灯、智慧交通设施等。添加交通工程及相关专业模型后的道路总装模型如图 3所示。3.5 模型信息添加完成工程模型创立后，为保证模型信息符合雄安CIM平台的要求，按照雄安 新区规划建设BIM管理平台数据交付标准赋予模型属性信息。对道路模型， 建模完成后，软件将对应的属性与模型构件自动进行挂接。完成属性挂接后， 利用雄安XDB制作工具，分别将道路、桥梁和隧道模型、综合管廊模型以及管 网模型以XDB文件格式导出。利用雄安新区BIM管理平台方提供的XDB自检软 件完成模型自检，并生成

13、自检报告。根据自检报告提示内容，修改模型及信 息。通过将道路、桥梁、管廊、管网等各专业的设计成果转换成统一的XDB数 据格式，即形成可交付的数字资产，从而实现设计信息传入到数字雄安CIM平 台，为数字城市建设提供基础的数据信息。4模型应用1 GIS+BIM设计验证与展示雄安新区市政道路、综合管廊、给排水工程区域沿线存在多处控制性节点，方 案设计除需要考虑道路自身交通功能外，还应兼顾协调与沿线各种基础设施、 环境保护和周边现有交通的关系。在三维数字地面模型基础上，按照雄安新 区市政工程BIM模型成果技术指南，对本工程的设计道路、桥梁、管廊等工 程对象及周边环境的建筑、路网、铁路、高压电塔等进行建

14、模，即得到本工程 GIS+BIM全专业数字沙盘，如图4所示。借助三维数字沙盘，实现各种设计方 案的可视化，供工程参与各方人员对方案进行论证，实现方案的快速展示和设 计深化。4.2复杂节点深化设计传统图纸一般只展示了平面或者纵面在几个关键点处剖视图，不能全面、直观 反映设计是否满足设计平安净空和间距要求。利用BIM模型所见即所得的特 点，对复杂节点设计成果进行碰撞检测，可提前发现空间关系冲突问题，实现 设计图纸的三维校审，从而有效防止多专业构件的冲突与碰撞，防止设计错误 传递到施工阶段或造成安装工程的返工。利用BIM模型，检查地下结构的空间 排布、道路交叉口管线的交叉与对接的冲突，并对管道设施进行碰撞检测，显